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道路勘测设计任务说明书

设计说明书

1. 工程概况

本次设计公路位于平原地区,采用设计车速为80千米每小时的高速公路设计标准,路基宽度20.5m,行车道宽度:3.54m,路肩宽度 2 ×1.5中间带3.5m。 2. 设计依据

《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)、《公路工程设计标准》(JTG B01-2003)、《公路勘测规范》(JTG C10-2007)等现行的国家或行业法律法规。 3. 平、纵面有关计算 3.1 平面有关计算

已定出起点坐标(N4367780,E44380)和终点坐标(N4367600,E45580),通过分析地形图,为避开不良地质地段和丘陵顶,尽量缩短两地距离,土方相对平衡,定出JD,用三角尺量得两交点坐标如下表:

3.1.1 直线方位角及交点间距离计算

① 起点-JD

A=arctan(45060-44380)/4367780-4367780=90度

S=45060-44380=880 ② JD-终点

A1804558045060

1192128

4367600

S(43676004367780)2(4558045060)2367.15

3.1.2 JD曲线要素计算 圆曲线半径

R

300m,缓和曲线长取

90m。

11921289029`21`28``

lsls390903q49.966

2240R322403002Ls2Ls4902904

p1.124m33

24R2384R243002384300Ls1808`35`40``

2R3.14T(RP)tan

q126.075m

2

2)πR(292128283540)3.14300L(2Ls290243.68

180180

LyL2Ls243.6829063.68

292128

E(Rp)secR(3001.124)sec30045.49.m

22

J2TJ2126.075234.6817.47m

3.1.3 JD主点里程推算

路线起点: K0+000 +S 680.000

JD: K0+680.000 -T 126.075 ZH: K0+553.925 +Ls 90 HY: K0+643.925 +Ly 63.68 YH: K0+707.605 +Ls 90 HZ: K0+797.625 -L/2 123.84 QZ: K0+671.275 +J/2 8.735

JD: K0+680.000

计算无误。

3.1.4 终点里程桩号推算:

JD HZ: K0+797.625 +S –T 360.794 终点里程: K1+351.55 3.1.5 超高计算

采用绕内边线旋转的超高过渡方式。 LcLs90m,取超高横坡度ih4% 临界断面距过渡段起点距离:x0

iG0.015Lc9033.75mih0.040

第一缓和曲线段内各里程桩的超高值

3.2 纵面有关计算

本路段共设2个边坡点,其中一号为凹形竖曲线。二号为凸型竖曲线根据《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)规定凹型竖曲线最小半径为R=1500m,凸竖曲线的最小半径为R=2000m. 1号边坡点

边坡桩号K0+160 高程23.5 i10.4% i22.9%0 R=15000m

计算要素

i2i12.5% (凹型)

曲线长: LR15002.5%37.5m 根据《公路路线设计规范》 (JTG D20-206)凹型竖曲线最小长度为:Lmin50m,所以取50m.

切线:T

L

25m 2

T2

0.2083m 外距:E2R

主桩计算 边坡点处

边坡点高程=23.5+0.2083=23.7083m 起点处

起点桩号=(K0+160)-25=K0+135

(-0.4%)23.40m 起点高程=23.5-25

终点处

终点桩号=(K0+160)+25=K0+185

(-2.9%)22.775m 终点高程=23.525

KO+135处 横距:x15m 竖距:x20.0063m

切线高程=23.5(0.4%)23.38m 设计高程=23.20.006323.2063m K0+185处 横距:x25m

m 竖距:x20.0063

切线高程=22.7755(2.9%)22.63m

设计高程=22.630.006322.6363m

、2号边坡点

边坡桩号K0+340 高程25.1 i14.0% i23.0% R=2000m 计算要素

i2i17% (凸型)

曲线长: LR20007%140m 根据《公路路线设计规范》 (JTG D20-206) 凸型竖曲线最小长度为:Lmin50m,所以取50m.

切线:T

L

2

25m 外距;ET2

2R

0.15625m .各主桩高程计算 边坡点处

边坡点高程=25.1-0.15625=24.944m 起点处

起点桩号=(K0+340)-25=K0+315 起点高程=25-254%24.m 终点处

终点桩号=(K0+340)+25=K0+365

终点高程=2525

(-3%)24.25m KO+220处 横距:x15m

竖距:x20.00625

m 切线高程=25.154%25.3m 设计高程=25.3-0.0062525.29375m K0+260处 横距:x25m

竖距:x20.00625

m

(-3.1%)30.38m 切线高程=30.225-5

设计高程=30.38-0.0062530.37375m

道路勘测设计说明书

目 录

1

设计任务书 ..................................................................................................................................................................... 1 1.1 1.2 1.3 2 3

课程设计的目的.................................................................................................................................................. 1 课程设计的任务.................................................................................................................................................. 1 设计的内容与要求 ............................................................................................................................................. 1

设计方案的拟定及说明 ............................................................................................................................................... 4 平面曲线的选择及参数计算 ...................................................................................................................................... 5 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7

圆曲线最小半径.................................................................................................................................................. 5 圆曲线最大半径.................................................................................................................................................. 5 圆曲线半径的选用 ............................................................................................................................................. 5 平曲线最小长度.................................................................................................................................................. 6 平曲线要素的确定 ............................................................................................................................................. 6 初步设计的平曲线加桩 .................................................................................................................................... 7 曲线主点桩号计算 ............................................................................................................................................. 7

4 纵断面的设计计算........................................................................................................................................................ 7 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5

纵坡设计的一般要求......................................................................................................................................... 8 最大纵坡 ............................................................................................................................................................... 8 最小纵坡 ............................................................................................................................................................... 8 坡长限制 ............................................................................................................................................................... 9 竖曲线的计算 .................................................................................................................................................... 10

5 6

横断面的设计............................................................................................................................................................... 10 设计小结........................................................................................................................................................................ 11

1 设计任务书

1.1 课程设计的目的

通过课程设计,使学生所获得的专业理论知识加以系统化,整体化,以便于巩固和扩大所学的专业知识;道路勘测设计是教学计划中重要的实践性教学环节之一,在设计过程中,通过实际工程设计,结合课程教学,掌握公路勘测设计的程序和技术方法。使理论知识与实践相结合,熟悉路线设计的步骤和方法。进一步巩固和加深及运用课堂上所学的勘测设计原理、标准、方法、理论基础知识,培养学生的分析问题、解决问题、独立设计的能力,使知识系统化,从而为毕业实习和设计打下基础。

1.2 课程设计的任务

某平原微丘区一级公路路线方案设计,设计车速为100km/h,要求完成3000米左右的路线设计图、表、计算和说明。

1.3 设计的内容与要求

严格按照《公路工程技术标准》和《路线》设计手册的有关规定执行,根据所设计公路的等级,采用相应的指标进行设计,尽量不用极限值。

1、平面设计

路线平面图是设计文件主要内容之一,也是平面设计的重要成果。它综合反映了路线平面位置、线形,还反映了沿线人工构造物和工程设施的布置以及公路与周围环境、地形、地物的关系。路线平面图应示出地形、地物、路线位置及桩号、断链、平曲线主要桩位与其它主要交通路线的关系以及县以上境界等,标注水准点、导线点及坐标格网或指北图式、示出特大、大、中桥、隧道、路线交叉(标明交叉方式和形式)位置等。图中还应列出平曲线要素表。比例尺用1:1000~1:5000,其带状宽度为中线两侧各200~250米。

本次课程设计要求路线平面图的比例尺为1:2000,由设计资料已给出的平面外业勘测原始资料,绘出路线的导线和路中线,其设计步骤与要求为:

(1)编制出《直线、曲线及转角一览表》并复核。

(2)根据交点坐标用坐标法绘制出路线交点,得到路线平面导线。 (3)根据平曲线要素以及各里程坐标绘制平曲线。

(4)按有关规定要求标注出公里桩,百米桩、主点桩位置。交点号、水准点位置

及高程等。

(5)绘制曲线表。 2、纵断面设计

纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素,考虑路基稳定、排水及工程量等的要求,对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径大小以及与平面线形的组合关系等进行组合设计,从而设计出纵坡合理、线形平顺圆滑的理想线形,以达到行车安全、快速、舒适、工程费用较省、运营费用较少的目的。

纵断面设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置、形状和尺寸问题。纵断面设计可分成两步,一是纵坡设计,二是竖曲线设计。

(1)纵坡设计

① 准备工作。根据校核无误的《直曲表》,中平资料。在纵断面图上绘出公里桩,百米桩、其它各中桩,直线与平曲线位置。点绘出地面线,并将桥涵、地质、土质、水准点等有关资料填注在纵断面图相应的栏目内。熟悉和掌握全线有关勘测设计资料,领会设计意图和要求。

② 标注控制点。包括属于控制性的“控制点”和属于参考性的“控制点”(经济点)。 ③ 试坡。“前后照顾,以点定线,反复比较,以线交点”。用三角板推平行线的办法,反复试坡,对各种可能的坡度线方案进行比较,最后确定既符合技术标准,同时又满足控制点要求而且土石方量又最省的坡度线。

④ 调坡。结合选线意图和对照技术标准或规范进行。一般要求纵坡不要太零碎(取至0.1%),变坡点设在整10米桩上。

⑤ 核对。主要核对具有控制意义的特殊横断面。如高填深挖、挡土墙、重要桥涵及人工构造物以及其它重要控制点的断面等。

⑥ 定坡。最终确定纵坡度、变坡点位置(桩号),推算并校核变坡点高程。坡度值一般是用三角板推平行线的办法,直接读厘米格子得出,要求取值到千分之一,即0.1%。

(2)竖曲线设计

① 在满足标准的前提下,按外距控制选择竖曲线半径,按切线长度选择竖曲线半径。 ② 计算竖曲线几何要素,包括竖曲线切线长T、曲线长L和外距E,以及竖曲线上任意点纵距y的计算、竖曲线上任意点设计标高的计算。

③ 点绘竖曲线。

④ 最后计算填挖高度,填绘有关资料,整理、上墨,完成纵断面设计图。 纵断面图的比例一般是:横坐标(里程及桩号)1:2000,纵坐标(水准高程)1:200。

纵断面图的上半部包括:

① 高程、地面线、设计线、竖曲线及其要素

② 桥涵(桥梁按桥型、孔数及孔径标绘,注明桥名、结构类型、中心桩号、设计水位;跨线桥示出交叉方式;涵洞与通道按桩号及底高绘出,注明结构类型、中心桩号、孔数及孔径);

③ 隧道(按长度、高度标绘,注明名称和起始点桩号); ④ 与公路、铁路交叉时的桩号及路名; ⑤ 水准点的位置、编号及高程; ⑥ 断链桩位置及长短链关系;

⑦ 沿线跨越河流的现有水位和设计洪水位,影响路基稳定的地下水位等。 纵断面图的下部各栏应示出:

土壤地质情况、施工高度、设计高程、地面高程、坡长及坡度、里程及桩号、直线及平曲线(包括缓和曲线)等。

3、路基横断面设计

(1)路基横断面尺寸的拟定

路基宽度的确定是根据所给出的公路等级查公路工程技术标准确定。

边坡值的确定是根据路基横断面形式、填料种类、土质情况以及边坡高度等因素确定。路堑边坡应根据开挖情况、土石成份的工程性质不同,修筑成折线形边坡;路堤边坡应根据填料的种类及路堤高度而确定。边坡加固在横断面设计中仅确定加固类型和坡度,示意表示即可,不作详细设计。

边沟要分土质边沟和石质边沟,还要考虑边沟加固的情况。

以上各部分的具体尺寸可参照《标准》、《路基设计规范》以及设计示例确定。 (2)横断面图的设计步骤 ① 点绘各横断面的横向地面线;

② 根据《技术标准》的规定,确定路基宽度;按照土质成分、边坡高度拟定路基边坡坡度,根据土质成分、边坡高度确定路基边坡,并进行边坡设计。填方边坡一般采用1:1.5。按照排水要求拟定边沟、截水沟等尺寸。

③按弯道半径大小分别拟定超高加宽值;

④根据纵断面设计资料,按设计标高,在路基设计表上逐桩进行计算,完成路基设计表的编制;

⑤按路基设计表数据,绘出横断面设计线;陡峻山坡需设挡土墙等防护工程时,应将挡墙等防护工程处要绘出。

⑥检查弯道路段横断面内侧视距是否保证,是否需要清除障碍及设置视距台。 横断面的绘制,一般在方格纸上按桩号由下向上绘制,路基横断面设计图应绘出所有整桩、加桩的横断面图,示出加宽、超高、边坡、边沟、截水沟、碎落台、护坡道、路侧取土坑,开挖台阶及视距台等,注明用地界。挡土墙、护面墙、护脚、护肩、护岸、

边坡加固、边沟(排水沟)及截水沟加固等均绘在本图上,并注明起讫桩号、圬工种类及断面尺寸(另绘有防护工程设计图的只绘出示意图,注明起讫桩号和设计图编号)。比例尺用1:200。

(3)路基标准横断面图

路基标准横断面图应示出路中心线、行车道、拦水缘石、土路肩、路拱横坡、边坡、护坡道、边沟、碎落台、截水沟、用地界碑等各部分组成及其尺寸,路面宽度及概略厚度。高速公路、一级公路按整体式路基、分离式路基分别绘制,还应示出中央分隔带、缘石、左侧路缘带、硬路肩(含右侧路缘带)护栏、隔离栅、预埋管道等设置位置。比例尺用1:100~1:200。

4、表格填制

(1)直线、曲线及转角一览表

列出交点号、交点坐标、偏角、曲线各要素值、平曲线主要桩位、直线长、计算方位角或方向角等。

(2)路基设计表

列出平曲线要素`纵坡(坡高、坡长、变坡点桩号及高程)、竖曲线要素、桩号、地面高程、设计高程、填挖高度、路基宽度(原宽、加宽、加宽后宽)、缓和长度超高值(左、右)、路基边缘与设计高之差(左、右)等。边沟(排水沟)需特殊设计时还应列出沟底纵坡设计资料、形状及尺寸、沟底高程(左、右)。

5、说明书

说明书主要写设计的基本方法、基本步骤、存在的问题以及体会和建议。

2 设计方案的拟定及说明

路段按一级公路标准测设,设计车速100KM/h,测设中在满足《公路工程技术标准》和《路线》及在不增加工程造价的前提下,充分考虑了平、纵、横三方面的优化组合设计,力求平面线型流畅,纵坡均衡,横断面合理,以达到视觉和心理上的舒展。 设计中应分别进行平面设计、纵断面设计、路基横断面设计以及表格的填制,最后完成说明书。

路线平面图是设计文件主要内容之一,也是平面设计的重要成果。它综合反映了路线平面位置、线形,还反映了沿线人工构造物和工程设施的布置以及公路与周围环境、地形、地物的关系。路线平面图应示出地形、地物、路线位置及桩号、断链、平曲线主要桩位与其它主要交通路线的关系以及县以上境界等,标注水准点、导线点及坐标格网或指北图式、示出特大、大、中桥、隧道、路线交叉(标明交叉方式和形式)位置等。

纵断面线形设计应根据公路的性质、任务、等级和地形、地质、水文等因素,考虑路基稳定、排水及工程量等的要求,对纵坡的大小、长短、前后纵坡情况、竖曲线半径

大小以及与平面线形的组合关系等进行组合设计,从而设计出纵坡合理、线形平顺圆滑的理想线形,以达到行车安全、快速、舒适、工程费用较省、运营费用较少的目的。

路基标准横断面图应示出路中心线、行车道、拦水缘石、土路肩、路拱横坡、边坡、护坡道、边沟、碎落台、截水沟、用地界碑等各部分组成及其尺寸,路面宽度及概略厚度。高速公路、一级公路按整体式路基、分离式路基分别绘制,还应示出中央分隔带、缘石、左侧路缘带、硬路肩(含右侧路缘带)护栏、隔离栅、预埋管道等设置位置。比例尺用1:100~1:200。

3 平面曲线的选择及参数计算

3.1 圆曲线最小半径

①极限最小半径 ②一般最小半径

③平面线形中一般非不得已时不使用极限半径,因此《规范》规定了一般最小半径。

不设超高最小半径

当圆曲线半径大于一定数值时,可以不设超高,允许设置与直线路段相同的路拱横坡。圆曲线半径要求如表3.1所示

表3.1圆曲线半径要求

技术指标

一般最小半径 (m)

极限最小半径 (m)

不设超高 最小半径(m)

3.2 圆曲线最大半径

选用圆曲线半径时,在地形条件允许的条件下,应尽量采用大半径曲线,使行车舒适,但半径过大,对施工和测设不利,所以圆曲线半径不可大于10000米。

3.3 圆曲线半径的选用

在设计公路平面线形时,根据沿线地形情况,采用了一般最小半径。

路拱2.0% 路拱2.0%

设计速度100KM/h 700 250 2500 3350

3.4 平曲线最小长度

公路的平曲线一般情况下应具有设置缓和曲线(或超高,加宽缓和段)和一段圆曲线的长度;平曲线的最小长度一般不应小于2倍的缓和曲线的长度。由缓和曲线和圆曲线组成的平曲线,其平曲线的长度不应短于9s的行驶距离,由缓和曲线组成的平曲线要求其长度不短于6s的行驶距离。平曲线内圆曲线的长度一般不应短于车辆在3s内的行驶距离。

3.5 平曲线要素的确定 (1)、圆曲线要素及其计算

根据汽车行驶在曲线上力的平衡式得:

R

V

2

127(ih)

式中:V---行车速度(km/h); ---横向力系数; ih---超高横坡度。

主点桩号的计算

直线上中桩坐标计算:

设交点坐标为JD(X , Y),交点相邻两直线方位角分别为fw1 和 fw2, 则: ZY点坐标

XZYXTcos(fw1180)YZYYTsin(fw1180)

设直线上加桩里程为L,ZY,YZ为曲线起点、终点里程,则前直线上任意点坐标为:

XX(TZYL)cosfw(1180)

fw1180) YY(TZYL)sin(

后直线上任意点的坐标为:

XX(TLYZ)cosfw2YY(TLYZ)sinfw2

圆曲线内任意点坐标(ZYYZ):

XX

ZY

2Rsin

90l

YYZY2Rsin

R

cos(A1

90l

R

)

)

90l

R

sin(A1

90l

R

式中:l——圆曲线上任意点至ZY点的曲线长;

——转角符号,右偏时为“+” ,左偏时为“-” 。

(2)、曲线要素计算:

qp

Ls2

2

Ls240R

24

1202

3

1202401200120

2

2

60.0000 (m) 120

4

3

LsLs

24R2688R

241200

26881200

0.49996 (m)

1240′49″

T(Rp) tg q(12000.49996)tan60.0000193.382 (m)

22LyRLs

1240′49″180

120145.574 (m)

LLy2Ls145.5742120385.574 (m)

1240′49″

E(Rp) secR(12000.49996)sec12007.888 (m)

22J2TL2193.382385.5741.19 (m)

3.6 初步设计的平曲线加桩

在路线选定和曲线计算完成之后,要将路线加桩,每50米加桩。 3.7 曲线主点桩号计算

计算结果详见附表 “直线、曲线及转角表”及“逐桩坐标表”。

4 纵断面的设计计算

沿着路中线竖向剖切、再行展开即得到了路线的纵断面。路线纵断面一般情况下是一条在竖向上有起伏的空间线形。

纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然条件以及工程经济性等,确定纵面线形的竖向位置与形状, 以便达到行车安全、迅速、经济与舒适的目的。

4.1 纵坡设计的一般要求

(1)纵坡设计必须满足《标准》中的各项规定与要求。

(2)为保证车辆能以一定速度安全、顺适地行驶,纵坡应具有一定的平顺性,起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用《规范》中的极限纵坡值,并留有一定的余地。

(3)设计应对沿线地形、地质、水文、地下管线、气候和排水等进行综合考虑,并根据需要采取适当的技术措施,以保证道路的稳定与通畅。

(4)一般情况下纵坡设计应尽量减少土石方及其它工程数量,以降低工程造价和节省用地。

(5)山岭重丘区的纵断面设计应考虑纵向填、挖平衡,尽量使挖方作为就近路段的填方,以减少借方和废方;平原微丘区的纵断面设计应满足最小填土高度的要求,以保证路基的稳定性。

(6)高速公路和一级公路,应考虑通道、农田水利等方面的要求;低等级公路,应注意考虑民间运输、农业机械等方面的要求。

4.2 最大纵坡 (1)概念

最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。

它是道路纵断面设计的重要控制指标。在山岭重丘区,它直接影响着路线的长短、线形的好坏、道路使用的质量、工程数量和运输成本等。

(2)最大纵坡的影响因素

各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件、车辆行驶的安全性、以及工程经济与运营经济等因素,通过全面考虑,综合分析而确定的.

各级公路最大纵坡的规定见表4.1所示

表 4.1 各级公路最大纵坡

4.3 最小纵坡

挖方路段以及其它横向排水不良路段所规定的纵坡最小值称为最小纵坡。各级公路

均应设置不小于0.3%的最小纵坡,一般情况下以不小于0.5%为宜。

当必须设计平坡或纵坡小于0.3%时,边沟应作纵向排水设计。 4.4 坡长限制

根据希望速度V1和容许速度V2,可以得出对应于V1的“理想的最大纵坡”i1和对应于V2的“不限长度的最大纵坡”i2。

(1)小于i1 的纵坡称为缓坡,汽车在缓坡上可以加速行驶; (2)大于i1的纵坡称之为陡坡。

1)当 i<i2的纵坡,汽车在其上行驶时,设初速为V1,则终速不会低于V2; 2)当 i>i2的纵坡,应对其长度进行限制。 a.最小坡长限制

最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性和布设竖曲线的要求考虑的。《标准》,《城规》规定,各级道路最小坡长应按表4.2选用。

注:在平面交叉口、立体交叉的匝道以及过水路面地段,最小坡长可不受此限。

表4.2最小坡长限制

b.最大坡长限制

道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶的影响很大。纵坡越陡,坡长越长,对行车影响也将越大。

所谓最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶,当车速下降到最低允许速度时所行驶的距离。

《标准》规定的最大坡长见下表4.3

表 4.3 各级公路纵坡长度限制 (m)

4.5 竖曲线的计算

i2i10.013430.004960.01839,为凸形。曲线长LR100000.01839183.9m切线长T外距E

T

2

L2



183.9291.95

91.95m

2

0.423m

2R210000

5 横断面的设计

道路横断面设计的基本要求:

(1)公路横断面设计应最大限度地降低路堤高度,减小对沿线生态的影响,保护环境,使公路融入自然。条件受限制不得已而出现高填、深挖时,应同架桥、建隧、分离式路基等方案进行论证比选。

(2)路基断面布设应结合沿线地面横坡、自然条件、工程地质条件等进行设计。自然横坡较缓时,以整体式路基断面为宜。横坡较陡、工程地质复杂时,高速公路宜采用分离式路基断面。

(3)整体式路基的中间带宽度宜保持等值。当中间带的宽度增减时,应设置过渡段。过渡段以设在回旋线范围内为宜,长度应与回旋线长度相等。条件受限制时,过渡段的渐变率不应大于1/100。

(4)整体式路基分为分离式路基或分离式路基汇合为整体式路基时,其中间带的宽度增宽或减窄时,应设置过渡段。其过渡段以设置在圆曲线半径较大的路段为宜。

按照平纵断面的设计,可取其中l公里左右做横断面设计,该段范围内所有桩号的横断面地面线,除规定的路基路面宽度外应照各桩断面的地形质情况确定边坡度、边沟形状尺寸,绘出横断面的设计线(即“戴帽子”),绘出各桩号的横断面图。

路拱的型式应按道路等级、性质及道路宽度,采用直线横坡或方程式不同的路拱(横坡)曲线。

高填深挖路段需设挡土墙等防护工程外,应按规定计算或参照标准图设计。

6 设计小结

通过本次课程设计,我学习到了以下内容:

道路建设一般来说经过勘测、设计、和施工三个阶段,而道路的勘测设计是根据设计任务书提出的公路路线,或按照规划所拟定的道路路线,进行勘察与测量,取得必要的勘测设计资料,以便按照规定编制设计文件,是修建道路的基础保障。

道路勘测设计大致分为平面设计、纵断面设计和横断面设计三个步骤。因道路是一条空间带状曲线,路线的平面、纵断面、横断面相互影响,因此在定线时要综合考虑三者的影响。

平面设计就中选线定线要结合地形、地质条件,考虑安全、环保、土地利用和施工条件,及经济等因素,通过全面比较,选定路线中线。直线和平曲线要组合合理,计算平曲线要素。

在定线时就应考虑纵坡及填挖方量,以便纵断面设计及横断面设计将此作依据。 在上述工作的基础上,纵断面设计主要工作是设计竖曲线,横断面设计主要工作是设计路宽、横坡及超高。

参考文献

[1] 交通部《公路工程技术标准》(JTJB01-2003),北京:人民交通出版社,2004; [2] 交通部《公路路线设计规范》(JTGD20—2006),北京:人民交通出版社,2006; [3] 交通部《公路工程勘测规程》(JTJ061-1999),北京:人民交通出版社,1999; [4] 《公路勘测设计》张雨化主编,北京:人民交通出版社,1996年; [5] 《道路勘测设计》 杨少伟主编,北京:人民交通出版社,2004年; [6] 《路基路面工程》 邓学均主编,北京:人民交通出版社,2008年; [7] 吴夯《CARD/1使用教程》兰州大学出版社 2000.6;

[8] 周蔚吾《公路平面交叉优化设计》北京:知识产权出版社,2006; [9] 许金良主编 《公路CAD技术》,人民交通出版社,1999; [10] 《路线》(公路设计手册),北京:人民交通出版社,1995年;

测量员岗位说明书

一、岗位基本信息

岗位名称 岗位类别 测量员 技术类

岗位说明书

隶属部门 直接上级 工程部 施工组组长 定编数 辖员人数 人 人

二、职责综述(请用二至四句话精练概述本岗位的主要职责,字数不超过 100 字)

测量前需了解设计意图,学习和校核图纸;了解施工部署,制定测量放线方案。与设计、施工等方面密切配 合,并事先做好充分的准备工作,制定切实可行的与施工同步的测量放线方案。

三、工作关系(该岗位在组织中的位置,根据实际情况做表格的增减修改)

施工组组长 无 测量员 无

四、岗位主要职责(概括在无 10 项以内,作为职位胜任能力、考核、晋升的主要依据) 无 无

1、测量前需了解设计意图,学习和校核图纸;了解施工部署,制定测量放线方案。 2、与设计、施工等方面密切配合,并事先做好充分的准备工作,制定切实可行的与施工同步的测量放线方案。 3、测量要及时,数据要准确,符合精度要求,保管好测量数据,使数据规范化、条理化,做到有档可查。 4、做好控制测量工作,熟悉控制标志位置,保护好控制标志。 5、做好施工放样工作,依据图纸准确放样,确保测量结果准确无误。 6、爱护仪器设备,定期保养,安全妥善保管。 7、负责及时整理完善基线复核、测量记录等测量资料。且测量数据要及时反馈施工技术人员。 8、做好检测、验收评定工作。 9、完成领导交办的其它任务。

五、岗位工作权限(概述该岗位应负的工作责任及所赋予的相应的工作权限)

1、工作责任: (1)测量前需了解设计意图,学习和校核图纸; (2)了解施工部署,制定测量放线方案; (3)与设 计、施工等方面密切配合,并事先做好充分的准备工作,制定切实可行的与施工同步的测量放线方案。 2、工作权限: (1)按计划执行测量权; (2)督促各施工单位测量资料的整理、上报权。

六、职位能力素质模型(阅读《新大地集团招聘管理制度》中的“职位能力素质模型的构建”部分进行填

写,将作为集团招聘、人才选拔的基点、规范、标准和依据。 ) (一)知识 学历要求 工作经验 年龄要求 3 级/本科及以上 2 级/2 年以上 30 周岁以下 专业知识要求 集团知识 性别要求 2级 工程测量专业 2级 男性

(二)技能(对照《招聘管理制度》相关条款填写 1 级、2 级、3 级或 4 级,并填写内容描述,可适当修改) 计划能力 理解能力 沟通能力 领导能力 创新能力 决策能力 2 级/能够合理地制定某一个领域的工作计划。 2 级/能够对工作安排理解准确,并正确执行。 2 级/能够与他人进行较清晰的思路交流, 书面沟通文法规范, 能够抓

住重点, 让别人易于理解。 2 级/组织一个领域的团队,协调内外部关系,完成较复杂的工作目标。 2 级/能在现有制度、规定下灵活解决问题。 2 级/能够对下属提出的建议进行决策或能向上级提供合理的决策建议, 能考虑决策所需要的一 般因素。

(三)职业素养(对照《招聘管理制度》相关条款填写 1 级、2 级、3 级或 4 级) 团队精神 进取心 忠诚度 2级 2级 3级 责任感 诚信 其它补充 3级 2级 服务意识 廉洁 2级 2级

七、目前任职人员基本情况

姓名 学历 本人签字 性别 专业 直接上级签字 出生年月 本岗工作 从事年限

道路勘测设计计算说明书-燕山大学

目录

一 设计总说明 .................................................................................... 错误!未定义书签。

1.1设计目的 ...................................................................................................................... 1

1.2设计内容 ...................................................................................................................... 1

1.3道路设计控制条件 ...................................................................................................... 1

1.4设计标准 ...................................................................................................................... 2

二 选线 .................................................................................................................................. 2

2.1选线的依据: .............................................................................................................. 2

2.1选线的原则: .............................................................................................................. 2

三 平面设计 .......................................................................................................................... 3

3.1平面设计技术指标 ...................................................................................................... 3

3.2平面设计计算

3.1平面线形设计 ...................................................................................................... 3

3.2平曲线要素的确定 .............................................................................................. 4

3.3平曲线计算 .......................................................................................................... 4

3.4主点桩号计算 ...................................................................................................... 4

四 纵断面设计 ...................................................................................................................... 5

4.1纵断面设计技术指标 .................................................................................................. 5

4.2纵坡设计的一般要求 .................................................................................................. 7

4.3纵断面设计的方法、步骤 .......................................................................................... 7

4.4平、纵组合的设计原则 .............................................................................................. 8

4.5竖曲线计算 .................................................................................................................. 8

4.5平、纵组合的基本要求 .............................................................................................. 8

4.6纵面线形设计中应注意避免的组合 .......................................................................... 9

五 横断面设计 ...................................................................................................................... 9

5.1横断面设计技术指标 .................................................................................................. 9

5.2道路横断面设计的基本要求 ...................................................................................... 9

六 土石方量计算及调配 ...................................................................................................... 9

6.1土石方调运注意事项 ................................................................................................ 10

6.2土石方调配 ................................................................................................................ 10

6.3土石方数量计算 ........................................................................................................ 10

七 附表 .................................................................................................................................. 11

7.1 直线、曲线和转角表 ............................................................................................... 11

7.2 路基设计表 ............................................................................................................... 11

7.3 路基土石方数量计算表 ........................................................................................... 11

一、设计总说明

1.1设计目的:

1、掌握路线线型设计的一般过程及设计内容;

2、掌握路线平面线型的纸上定线方法及线型计算方法;

3、掌握路线纵断面设计及计算方法;

4、提高综合运用所学知识分析、解决问题的能力;

5、掌握道路平面、纵断面、横断面的绘图方法及土石方数量计算方法;

6、掌握纬地软件的应用。

1.2设计内容

1、在给定的地形图上有指定路线起点至终点间进行路线选线,确定路线交点位置,并计算每个交点的偏角及交点之间的距离;

2、设定每个交点处的半径及缓和曲线的长度,计算平曲线要素并推导桩号

3、设计平面设计图及直线、曲线与转角一览表;

4、在平面设计基础上绘制纵断面地面线,并进行纵坡设计,确定变坡点位置及标高,计算每一坡段纵坡度;

5、进行竖曲线设计及计算;

6、绘制完成纵断面设计图;

7、进行道路加宽与超高设计;

8、绘制典型横断面图及逐桩横断面图;

9、计算逐桩横断面积,并完成路及土石方数量计算表

1.3道路设计控制条件

设计区段处于郊区与农村地带,人口密度小,交通量压力小,三级道路能够满足通行能力与服务水平要求。由地形图可知,此处地形为平原微丘区地面自然坡度较小,相对高差也较小,布线与平纵横布置受地形限制不大;秦皇岛气候夏季多雨,冬季多雪,在选择路线时要考虑位置高程;设计区无河流,不考虑水文

条件对路线设计的影响;秦皇岛地质坚硬,无避绕不良地质情况,但土石方施工难度增大;修路区植被多,在暴雨时,防水土流失能力强。少占、尽量不占用耕地,合理利用土地资源。

1.4设计标准:

根据设计任务书要求,本路段按山岭区三级公路技术标准勘察与设计。设计车速为40km/h,采用单幅双车道,单车道宽3.75米,路基宽度为8.5米。设计年平均日交通量为2000~6000辆,设计年限为20年。

《公路工程技术标准》JTGB01-2003

《公路路线设计规范》JTGD20-2006

二、选线

2.1选线的依据:

(1) 道路选线就是根据路线的基本走向和技术标准,结合当地的地形、地质、地物及其它沿线条件和施工条件等,选定一条技术上可行、经济上合理,又能符合使用要求的道路中心线的工作。

(2) 选线是道路路线形设计的重要环节,选线的好坏直接影响着道路的使用质量和工程造价。选线是一项涉及面广、影响因素多、政策性和技术性都很强的工作。

2.2 选线的原则:

(1) 在路线设计的各个阶段,应运用先进的手段对路线方案进行深入、细致地研究,在方案论证、比较的基础上,选定最优的路线方案。

(2) 路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下,使工程数量小、造价低、营运费用省、效益好,并有利于施工和养护。在工程量增加不大时,应尽量采用较高的技术指标,不宜轻易采用低限指标,但也不应片面追求高指标。

(3) 选线应与农田基本建设相配合,做到少占耕地,注意尽量地不占高产田、经济作物田或经济林园(如橡胶林、茶林、果园)等。

(4) 通过名胜、风景、古迹地区的道路,应与周围的环境、景观相协调,并适当照顾美观。注意保护原有的自然生态环境和重要的历史 文物遗址。

(5) 选线时应对沿线的工程地质和水文地质进行深入的勘探,查清其对道路工程的影响程度。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等严重不良地质地段和沙漠、多年冻土等特殊地区、应慎重对待。一般情况下,路线应设法绕避;当路线必须穿过时,应选择合适的位置,缩小穿越范围,并采取必要的工程措施。

(6) 选线时应重视环境保护,注意由于道路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题,具体应注意以下几个方面:

1)路线对自然环境与资源可能产生的影响。

2)占地、房屋拆迁所带来的影响。

3)路线对城镇布局、行政区划、农耕区、水利排灌体系等现有设施造成分割,而产生的影响。

4) 噪声对居民生活的影响。

5)汽车尾气对大气、水源、农田所造成的影响。

6)对自然环境、资源的影响和污染的防治措施及其对政策实施的可能性。

三、平面设计

3.1平面设计技术指标(设计车速40km/h)

直线最大长度一般20v 即800m

同向曲线间的直线间的直线最小长度不小于240m

反向曲线间的直线间的最小长度不小于80m 当曲线两端设有缓和

曲线时可直接相连构成S型

圆曲线一般最小半径100m 极限半径60m

不设超高的最小半径 路拱≤2% 600m

路拱≥2% 800m

缓和曲线最小长度 一般50m 最小40m

A*A=R*L(缓和曲线长度) R/3≤A≤R

选用圆曲线半径时,在地形条件允许的条件下,应尽量采用大半径曲线,使行车舒适,但半径过大,对施工和测设不利,所以圆曲线半径不可大于10000米。

设置圆曲线时要设置超高,若超高过大,会使慢行车发生滑移,故对

于设计速度为40km/h的三级公路来说,最大超高值取2%。

3.2平面线形设计

平面线形应直捷流畅,与地形、地物相适应,与周围环境相协调;保持平面线形的均衡与连续;注意与纵断面设计相协调。

平面设计线形采用基本型曲线,基本型中的回旋线参数,圆曲线最小

不相等的飞对称形曲线。从线条的协调性,回旋线、圆曲线、回旋线的长度之比宜设计为1:1:1 ~1:2:1 长度都应符合有关规定。两回旋线参数可相等,也可根据地形条件设计成

3.3平曲线要素计算

3.4主点桩号的计算

图中:T—切线长,LS—缓和曲线长,R—圆曲线半径,—转角,ZH—直线与缓和曲线的交点,HY—缓和曲线与圆曲线的交点,QZ—圆曲线中点,YH圆曲线与缓和曲线的交点,HZ—缓和曲线与直线的交点。

JD1 K0+271.134

—T 86.04957988

ZH K0+185.084

+LS 50.00

HY K0+235.084

+ (L-2LS) 70.77

YH K0+305.854

+ LS 50.00

HZ K0+355.854

-L/2 85.385

QZ K0+270.469

超距D=2T-L=2×86.04957988-170.77=1.329

故有QZ桩号算出JD1桩号为

QZ+D/2=K0+270.469+(1.329/2)=K0+271.1335

因为计算的误差故与原曲线的JD1的桩号相差0.0005,可认为验算无误。同理也可对JD2的桩号进行验算。

四、纵断面设计

4.1纵断面设计技术指标

规范中给出的各级公路最大纵坡,当设计速度为40km/m时最大纵坡

为7%。最小纵坡为挖方路段以及其它横向排水不良路段所规定的纵坡最小值,各级公路均应设置不小于0.3%的最小纵坡,一般情况下以不小于0.5%为宜。但对干旱区以及横向排水良好,不产生路面积水的路段也可不受最小纵坡限制。

注:超高与纵坡的合成坡度对设计速度为40km/h的二级公路,不得超过10.0%,一般不宜小于0.5%(排水要求)。

设计高程采用路基边缘高程在设计超高、加宽地段为设超高、加宽前

该处边缘高程

坡长限制 :

凸形竖曲线最小半径和最小长度

凹形竖曲线最小半径

件以及工程经济性等,确定纵面线形的竖向位置与形状, 以便达到行车安全、迅速、经济与舒适的目的纵断面设计

4.2纵坡设计的一般要求

(1)纵坡设计必须满足《标准》中的各项规定与要求。

(2)为保证车辆能以一定速度安全、顺适地行驶,纵坡应具有一定的平顺性,起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用《规范》中的极限纵坡值,并留有一定的余地。

(3)设计应对沿线地形、地质、水文、地下管线、气候和排水等进行综合考虑,并根据需要采取适当的技术措施,以保证道路的稳定与通畅。

(4)一般情况下纵坡设计应尽量减少土石方及其它工程数量,以降低工程造价和节省用地。

(5)山岭重丘区的纵断面设计应考虑纵向填、挖平衡,尽量使挖方作为就近路段的填方,以减少借方和废方;平原微丘区的纵断面设计应满足最小填土高度的要求,以保证路基的稳定性。

(6)高速公路和一级公路,应考虑通道、农田水利等方面的要求;低等级公路,应注意考虑民间运输、农业机械等方面的要求。

4.3纵断面设计方法步骤

(1)准备工作:在厘米绘图纸上,按比例标注里程桩号和标高,点绘地面线。填写有关内容。

(2)标注控制点:如路线起、终点,越岭垭口,重要桥涵,地质不良地段的最小填土高度,最大挖深,沿溪线的洪水位,隧道进出口,平面交叉和立体交叉点,铁路道口,城镇规划控制标高以及受其他因素限制路线必须通过的标高控制点等。

(3)试坡:在已标出“控制点”的纵断面图上,根据技术指标、选线意图,结合地面起伏变化,本着以“控制点”为依据,照顾多数“经济点”的原则,在这些点位间进行穿插与取直,试定出若干直坡线。反复比较各种可能的方案,最后定出既符合技术标准,又满足控制点要求,且土石方较省的设计线作为初定试坡线,将坡度线延长交出变坡点的初步位置。

(4)调整:对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定,平、纵组合是否适当,以及路线交叉、桥隧和接线等处的纵坡是否合理,若有问题应进行调整。

(5)核对:选择有控制意义的重点横断面,如高填深挖,作横断面设计图,检查是否出现填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大等情况,若有问题应调整。

(6)定坡:经调整核对无误后,逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。坡度值要求取到0.1%,变坡点一般要调整到10m的整桩号上。

4.5 竖曲线计算

图中:T—切线长,LS—缓和曲线长,R—圆曲线半径,—转角,ZH—直线与缓和曲线的交点,HY—缓和曲线与圆曲线的交点,QZ—圆曲线中点,YH圆曲线与缓和曲线的交点,HZ—缓和曲线与直线的交点。

竖曲线设计(以一个竖曲线为例)

R—竖曲线半径, L—竖曲线的曲线长,ω—两相邻纵坡的代数差,

T—竖曲线的切线长,E—竖曲线的外距

x—竖曲线上任意一点距起点或终点的水平距离

h—竖曲线上任意一点距切线的纵距

第一个竖曲线桩号:K0+880.000处,ω=i2i1=3.448+1.992=5.440,

为凹型竖曲线,变坡点的高程为:17.973m 竖曲线半径为2800m

曲线长:L=Rω=2800*5.44%=152.32

切线长:T=L/2=152.32/2= 76.16m

外距:

竖曲线起点桩号: K0+510.00-76.16=K0+433.84m

竖曲线末点桩号:K0+510.00+76.16=K0+586.16m

竖曲线起点高程: 17.973+76.16*1.992%=19.492m

竖曲线末点高程: 17.973+76.16*3.448%=20.599m

4.5平、纵组合的设计原则

(1).应保持线形在视觉上连续性,能自然地引导驾驶员的视线,使之在高速行驶的情况下,能安全舒适的行车。道路线形不应使驾驶员感到茫然、迷惑或判断失误。为此,要避免在视线所及的路段内,出现转折、错位、突变、遮断等不好的线形。

(2).保持平、纵线形的技术指标大小均衡,使线形在视觉和心理方面保持协调。

在保证有足够视距的前提下,对于高速公路、一级公路、平原区二级公路,驾驶员在任意点上所能看到前方平面线形弯曲一般不应超过两个、纵面起伏不应超过三个。

(3).选择组合得当的合成坡度,以利于路面排水和行车安全。设计时要注意纵坡不要接近水平状态;同时,应避免形成合成坡度过大的线形。

(4).注意与道路周围自然环境和景观的配合。

(5).良好的组合可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度;适宜的景观设计还能起到诱导视线的作用。

4.6平、纵组合的基本要求

(1)平包竖 。

(2)平曲线与竖曲线对应关系曲中点与变坡点相重合最好;错开不超过平曲线的1/4 时较好,超过其 1/4时很差;竖曲线起终点分别置于两条缓和曲线上。

(3)平、竖曲线半径均较小时不宜重合。

(4)平、竖曲线半径大小要均匀。

(5)选择适宜的合成坡度,,一般最大合成坡度不大于8%,最小坡度不宜小于0.5%。

4.7纵面线形设计中应注意避免的组合:

(1)除V<40km/h避免凸凹竖曲线插入小半径平曲线。

(2)避免竖曲线与反向平曲线的变曲点相重合。

(3)在长直线或长平曲线内,尽量设计成直坡线。

(4)避免片面上的变向点比拟面上变坡点多。

(5)避免小半径竖曲线与回旋曲线相重合。

(6)避免小半径竖曲线与回旋线相重合的线形。

(7)避免在长直线上设置长的下坡凹形曲线路段。

五、横断面设计

5.1横断面设计技术指标

三级路40km/h单车道宽度设为3.75m,路基宽度去8.5m,两侧硬路肩取0.5m 三级公路的路拱横坡度取1.5%~2.5%。

圆曲线超高取0.2%

三级公路应满足会车视距的要求,其长度不小于停车视距的两倍

5.2道路横断面设计的基本要求

1)公路横断面设计应最大限度地降低路堤高度,减小对沿线生态的影响,保护环境,使公路融入自然。条件受限制不得已而出现高填、深挖时,应同架桥、建隧、分离式路基等方案进行论证比选。

2)路基断面布设应结合沿线地面横坡、自然条件、工程地质条件等进行设计。自然横坡较缓时,以整体式路基断面为宜。横坡较陡、工程地质复杂时,高速公路宜采用分离式路基断面。

3)整体式路基的中间带宽度宜保持等值。当中间带的宽度增减时,应设置过渡段。过渡段以设在回旋线范围内为宜,长度应与回旋线长度相等。条件受限制时,过渡段的渐变率不应大于1/100。

4)整体式路基分为分离式路基或分离式路基汇合为整体式路基时,其中间带的宽度增宽或减窄时,应设置过渡段。其过渡段以设置在圆曲线半径较大的路段为宜。

按照平纵断面的设计,可取其中l公里左右做横断面设计,该段范围内所有桩号的横断面地面线,除规定的路基路面宽度外应照各桩断面的地形质情况确定边坡度、边沟形状尺寸,绘出横断面的设计线(即“戴帽子”),绘出各桩号的横断面图。

路拱的型式应按道路等级、性质及道路宽度,采用直线横坡或方程式不同的路拱(横坡)曲线。

高填深挖路段需设挡土墙等防护工程外,应按规定计算或参照标准图设计。

六、土石方量计算及调配

6.1土石方调运注意事项

横断面设计完后,就要计算各桩号的土石方量。表面0.25m为腐植土,不能利用,所以单独计算。在进行土石方调运时,注意以下几点:

(1) 首先考虑本桩利用。

(2) 尽可能避免和减少上坡运土。

当运距超过500m时,考虑采用外借的方式。

6.2土石方调配

首先按教材所述要求,将有关数据计算出,然后在路基土石方数量计算表上进行图示法调配,调配中要用公式:

填方=本桩利用+填缺

挖方=本桩利用+挖余

进行闭合核实,调配完成要进行闭合验算,公式为:

填缺=远运利用+借方

挖余=远运利用+废方

6.3土石方数量计算

若相邻两断面均为填方或均为挖方且面积大小相近,则可假定断面之间为一棱柱

体,其体积的计算公式为:

1V(F1F2)L2

式中:V—体积,即土石方数量(m3)

F1,F2分别为相邻两断面的面积(m3)

L-相邻断面之间的距离(m)

以20m间隔桩的前十个桩为例:

从K0+000到K0+020:挖方:[(59.06 + 71.75 )/2]×20=1308.1

填方:[( 0 + 0 )/2]×20=0

从K0+020到K0+040:挖方:[(71.75 + 81.19 )/2]×20=1529.4 填方:[( 0 + 0 )/2]×20=0

从K0+040到K0+060:挖方:[(81.19 + 80.15 )/2]×20=1613.4 填方:[( 0 + 0 )/2]×20=0

从K0+060到K0+080:挖方:[( 80.15 + 75.81 )/2]×20=1559.6 填方:[( 0 + 0 )/2]×20=0

从K0+080到K0+100:挖方:[(75.81 + 66.54 )/2]×20=1423.5 填方:[( 0 + 0 )/2]×20=0

从K0+100到K0+120:挖方:[(66.54 + 47.27 )/2]×20=1138.1 填方:[( 0 + 0 )/2]×20=0

从K0+120到K0+140:挖方:[(47.27 + 29.38 )/2]×20=766.5 填方:[( 0 + 0 )/2]×20=0

从K0+140到K0+160:挖方:[(29.38 + 13.92 )/2]×20=433 填方:[( 0 + 0 )/2]×20=0

从K0+160到K0+180:挖方:[(13.92 + 2.47 )/2]×20=163.9 填方:[( 0 + 0 )/2]×20=0

从K0+180到K0+200:挖方:[(2.47 + 0.72 )/2]×20=29.4 填方:[( 0 + 13 )/2]×20=65

计算结果详见附表路基土石方数量计算表

七、附表

附表7.1、直线、曲线和转角表

附表7.2、路基设计表

附表7.3、路基土石方数量计算表

青岛理工大学道路勘测设计说明书

青岛理工大学

道路勘测设计

课 程 设 计

院 别: 汽车与交通学院

专业班级: 12交通工程2班

学生姓名: 简少宇

学 号: 201224065

指导教师: 张镇 刘桂丽

2014年 9 月 25 日

目 录

目 录 ................................................................................................................................................ 1

前 言 ................................................................................................................................................ 2

一 、 工程概况 ............................................................................................................................... 3

1.1 工程说明 ............................................................................................................................ 3

1.2 沿线自然地理、气候、地质、水文气象等状况 ............................................................ 3

1.3 建设意义 ............................................................................................................................ 3

1.4 选线及设计原则 ................................................................................................................ 4

1.5 路线方案 ............................................................................................................................ 4

二、 平、纵、横断面设计 ............................................................................................................. 5

2.1 选线 ............................................................................................................................ 5

2.2 定线 .................................................................................................................................... 6

2.3 平纵横综合设计 ................................................................................................................ 7

2.4 线形与环境的协调 ............................................................................................................ 8

三、 平面线形设计 ......................................................................................................................... 8

3.1 平面设计技术指标的确定 ................................................................................................ 8

3.2平曲线计算 ......................................................................................................................... 9

四、纵、横断面设计 ..................................................................................................................... 14

4.1 纵断面线形设计 ............................................................................................................ 14

4.2 纵坡设计 ........................................................................................................................ 14

4.3 横断面设计 .................................................................................................................... 14

4.4 土石方的计算和调配 .................................................................................................... 15

五、 路基设计 ............................................................................................................................... 17

5.1 路基设计 .......................................................................................................................... 17

5.2 路基路面排水设计 .......................................................................................................... 19

六、致 谢....................................................................................................................................... 20

参考文献: ....................................................................................................................................... 20

附录: ............................................................................................................................................... 21

前 言

本设计为一段山岭区二级公路常规设计,拟建公路路段为K0+000至

K2+289.123段,全长2289.123米,路面结构采用沥青路面。整个排水系统由

边沟、排水沟组成。挡土墙采用重力式挡土墙。本设计分为初步设计和详细设

计两个阶段。

初步设计中,首先根据交通量确定道路等级,然后在1:5000地形图上确定

路线,对所定路线进行方案比选,从中选择最佳方案。

详细设计从确定方案中进行平面设计,纵断面设计,横断面设计,前期工作

较初步设计更具体化,此外还对路基,路面,排水,进行了详细设计。

通过这次设计不但了解建设公路的各个步骤,而且也能熟练的运用AUTOCAD、

纬地等软件进行制图。

一 、 工程概况

1.1 工程说明

选定的路线按二级公路设计,路基宽度先暂定为10m,设计车速暂定为

60Km/h,桩号间距20米。

1.2 沿线自然地理、气候、地质、水文气象等状况

设计路段为山岭区,山岭地区,山高谷深,坡陡流急,地形复杂;但山脉

清晰,为山区选线指明了方向,本文采用顺山沿水。在这一地区可能发生的自

然灾害是滑坡、岩堆、泥石流等,寒冷地区的峡谷因为日照较少,常有积雪、

雪崩和涎流冰等现象。如图1-1为地形图级平面路线设计图。

图1-1:路线平面图

1.3 建设意义

交通运输是国民经济的基础产业之一,是国民经济的大动脉,它把国民经

济各领域和各地区联系起来,在社物质财富生产和分配过程中,在广大人民的

生活中起着极为重要的作用。改革开放以来,随着社会主义商品经济和乡镇企

业的兴起,尤其是近年来西部大开发战略的实施,加之现在的中部沦陷地区的

崛起政策。公路运输已经显示出了其它交通方式所不能具有的巨大优势。“要

想富,先修路”、“公路通,百业兴”反映了人们尤其是偏远山区人们的深切

感受。

1.4 选线及设计原则

设计在满足工程经济的前提下符合二级公路标准的要求,尽可能采用较高

的技术指标,还要综合考虑工程造价,施工技术条件,地质气候,材料来源等

其它影响因素。

1、 数目增加不大的情况下,尽量采用较高的技术指标,不轻易的采用低

指标和极限指标,同时不要不顾及工程量的增加采用高指标。在路线部设时尽

量保证行车安全,舒适,快捷的前提下做到工程数量小,造价低,使用成本低,

经济效益好的目的。

2、处理好道路与农业,农村,农民的关系,注意与农业基本建设的配合,

做到少占田地并尽量不要占高产田地和经济作物田地,避免穿越经济林园,并

注意与修路造田,农田水利设施,土地规划相结合。

3、充分重视水文地质条件和问题,不良地质地貌对道路的稳定性影响较大,

同时对特殊地质的处理的工程费用非常大,这将极大的增加工程成本和造价。

对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流岩溶、沼泽等严重的工程地质水文问题应慎重

的处理一般情况下应尽量绕避,必须穿越时应选择合理的位置缩小穿越范围,

并采取相应的处理措施。

1.5 路线方案

1.5.1 初步拟定路线方案

方案计划:沿山顺水,路线相对平缓,坡度较小,主要经过山坡和河流。

1.5.2 方案分析:

1、技术方面:穿过河流,在相对平缓的地方展开施工,技术要求相对较低。

土石方量的计划计算量也相应减少。

2、经济方面:线路较长,但线路建设地质条件好,有利于地方经济的发展。

综合技术经济各方面的考虑,此方案可行。

二、 平、纵、横断面设计

2.1 选线

2.1.1 山岭地区公路路线

山岭地区,山高谷深,坡陡流急,地形复杂,路线平纵横三方面都受到约

束;同时地质、气候条件多变,都影响路线的布设。但山脉水系清晰,给选线

指明了方向:不是顺山沿水,就是横越山岭。

一条道路路线的选定是经过由浅入深、由轮廓到局部、由总体到具体、由

面到带进而到线的过程来实现,本设计经过以下三个步骤:

1)首先确定起终点的位置,根据地形图上的地形地貌及相关的设计资料确

定两点间路线的基本走向。

2)按地形、地质、水文等自然条件选定一些细部点,如沿线房屋、农田等

地点要重点控制,然后连接控制点,初步完成路线布局。

3)本设计本着方便出入,少占田地,路线短,填挖少且平衡的原则,在满足

技术标准的前提下,进行平纵横综合设计,以定出道路的中线。

2.1.2二级公路具体要求

1、车道宽度

设计车速为60km/h时,取车道宽度为3.75m

2、路肩宽度。如表2.1

表2.1 路肩宽度

路基宽度:一般值:10m

4、停车视距:75m

5、圆曲线最小半径。如表2.2圆曲线最小半径设计表

表 2.2 圆曲线最小半径设计表

越岭路线连续上坡(或下坡)路段,相对高差为200~500m时, 平均纵坡不应

大于5.5%;相对高差大于500m时,平均纵坡不应大于5%,任意连续3km路段

的平均纵坡不应大于5.5%。

7、最小坡长:150m

连续上坡(或下坡)时,应在不大于上面所规定的纵坡长度范围内设置缓

和坡段。缓和坡段的纵坡应不大于3%,其长度应符合纵坡长度的规定。

2.2 定线

本设计路线大致走向为由西向东。设计范围为:K0+000.000—K2+289.123。

根据给定的起终点,分析其直线距离和所需的展线长度,选择合适的中间控

制点。在路线各种可能的走向中,初步拟定可行的路线方案,(如果有可行的局

部路线方案,应进行比较确定),然后进行纸上定线。

在1:5000的小比例尺地形图上在起,终控制点间研究路线的总体布局,找

出中间控制点。根据相邻控制点间的地形、地貌、地质、农田等分布情况,选择

地势平缓山坡顺直的地带,拟定路线各种可行方案。

对于山岭重丘地形,定线时应以纵坡度为主导;对于平原微丘区域(即地形

平坦)地面自然坡度较小,纵坡度不受控制的地带,选线以路线平面线形为主导。

最终合理确定出公路中线的位置(定出交点)。

2.2.1试坡

定均坡线:在山岭重丘地带,根据等高线间距和所选定的平均纵坡(视路线

高差大小,一般选5%-5.5%)按计算得等高线间平均长度a(a=等高距/平均纵坡)

进行试坡(用分规卡等高线),本设计中a取4cm,将各点连成折线,即均坡线。

2.2.2定导向线

分析这条均坡线对地形、地物等艰苦工程和不良地质的避让情况。如有不合

理之处,应选择出须避让的中间控制点,调整平均纵坡,重新试坡。经过调整后

得出的折线,称为导向线。

本设计地势较为简单,无不良地质,所选的中间控制点均满足要求。

2.2.3平面试线

穿直线:按照“照顾多数,保证重点”的原则综合考虑平面线形设计

的要求,穿线交点,初定路线导线(初定出交点)。敷设曲线:按照路中线

计划通过部位选取且注明各弯道的圆曲线的长度。平面试线中要考虑平﹑纵

﹑横配合,满足线形设计和《公路工程技术标准》的规定和要求,综合分析地

形、地物等情况,穿出直线并选定曲线半径。

2.2.4修正导向线

纵断面控制:本设计在平面试线的基础上点绘出粗略纵断面地形线,(用

分规直接在图纸上量距,确定地面标高),进行初步纵坡设计,并根据纵坡

设计情况修正平面线形。

横断面较核:根据初步纵坡设计,计算出路基填挖高度,绘出工程困难

地段的路基横断面图(如地面横坡陡或工程地质不良地段等),根据路基横

断面的情况修平面线形。

2.2.5定线

经过几次修正后,最终确定出满足《公路工程技术标准》要求,平纵线型

都比较合适的路线导线,最终定出交点位置(由交点坐标控制)。

2.3 平纵横综合设计

为了保证汽车行使的安全与舒适,应把道路平、纵、横三面结合作为主

体线形来分析研究,平面与纵面线形的协调组合将能在视觉上自然地诱导司

机的视线,并保持视觉的连续性,平原地区地势平坦,纵断面以平坡为主,上、下坡多集中中在大、中桥头,平曲线在选线时一般要考虑大桥桥位与河流正交,以减少构造物的工程量及设计施工难度,节约经费,减少造价。

2.4 线形与环境的协调

1、定线时尽量避开村镇等居民区,减少噪音对居民生活带来的影响,同时采用柔性,沥青混凝土路面以减少噪音。

2、路基用土由地方政府同意安排,利用开挖鱼塘或沟渠,避免乱开挖,同时又利于农田、水利建设。

3、注意绿化,对路基边坡及中央分隔带加强绿化和防护,在护坡道上互通立交用地范围内的空地上均考虑绿化。

4、对位置适当的桥梁在台前坡脚(常水位以下)设置平台,以利非机动车辆和行人通过。

5、对位于公路两侧的建筑物建议注意其风格,以求和道路想协调,增加美感。

三、 平面线形设计

3.1 平面设计技术指标的确定

3.1.1直线

公路平面设计中直线的运用一般规定如下:

1)直线的长度不应太长,最大长度不宜大于20V(V为设计时速,设计时速60km时为1200m)。

2)同向圆曲线间最小直线长度应不小于设计时速的6倍(以m计),如设计时速60km时为360m。否则应调整线形使之成为一个单曲线或复曲线。

3)反向圆曲线间最小直线长度应不小于设计时速的2倍(以m计),如设计时速60km时为120m。,否则应调整线形或运用回旋线而组合成S形曲线。

本设计中JD1到JD2的直线为同向圆曲线间直线,长度为390.599m360m;

JD2到JD3的直线为反向圆曲线间直线,长度为163.976120m。均符合规定要求。

本设计中考虑直线与曲线的组合,采用的半径最小为400m,避免了长直线与小半径曲线、小偏角相接的情况。

3.1.2圆曲线

各级公路平面不论转角大小,均设置圆曲线,在选用圆曲线半径时应与设计速度相适应;圆曲线最小半径按设计速度规定如表3.1

表 3.1 圆曲线最小半径

舒畅及视觉舒适性,JD1圆曲线半径为200m

,JD2圆曲线半径为200m,JD3圆曲线半径为200,JD4圆曲线半径为200,JD3圆曲线半径为300。

3.1.3缓和曲线

在直线和圆曲线间或半径不同的圆曲线间设置曲率半径连续变化的曲线即为缓和曲线。其作用是线形缓和、行车缓和及超高加宽缓和。当平曲线半径小于不设超高的最小半径事应设置缓和曲线。如表3.2

表 3.2 不设超高的最小半径

缓和曲线可采用回旋曲线、三次拋物线,高次拋物线等线型。因回旋曲线与汽车由直线进入圆曲线的轨迹完全符合,在我国,《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)规定采用回旋曲线。《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)规定山岭重丘区二级路(设计车速=60km/h)最小缓和曲线长度不小于50m

3.2平曲线计算

平曲线主要技术指标汇总如表3.3

表 3.3 平曲线主要指标汇总表

3.2.1导线要素计算

如图3.1为局部平曲线设计图

图 3.1 平曲线设计图

1.交点间距计算

交点间距计算公式为

LX2X12Y2Y12

由公式3 -1得出各交点间距如下 :

JD0——JD1=152.728m

JD1——JD2=181.778m

JD2——JD3=130.193m

2.导线方位角计算

导线方位角计算公式为: arctan|Y1Y2

XX|

12

(1)JD1交点桩号K0+152.728

10=472602.4

(2)JD2交点桩号K1+334.506

21=412424.09

3.2.2平曲线要素计算

如图3.2为对称基本型曲线计算图示。

图 3 - 1 对称基本型曲线计算图示

1.对称基本型计算公式如下:

(90)

LSLS3q2240R2 切线增长值

L2L4

SSp24R2384R3 内移值:

缓和曲线角: 0Ls180

2R

切线长: T(Rp)tg2q

L(20RLs2180平曲线长:

E(Rp)sR2外距: 

切曲差: J2TL

式中: —转角(度);

Ls—缓和曲线长(m);

R—圆曲线半径(m)。

对JD1进行平曲线要素计算。

T(Rp)tg

L(2)2q99.038(m)

180 )RL2sE(Rp)sec

2168.m076( R18.632(m)

J2TL30.000(m)

3.2.3 圆曲线计算(取JD1加以计算)

ZH(K0+272.827)~HZ(K0+570.227)段,已知=23°,圆曲线半径R=200m,Ls=100m,如图3.3JD1圆曲线计算图示

图3.3JD1圆曲线计算图示

αq148.702 2

πRα-2β)2Ls297.401 L(180

αsec-R6.223 E(Rp)·2

J2TL0(m)

特征点桩号校核如表3.4 T(Rp)tg

校正值J=2T-L=0 ,所以由QZ桩号算出的JD1桩K0+152.728与原来的JD1桩号相同,校核无误。

同理计算JD2、JD3、JD4和JD5。

四、纵、横断面设计

4.1 纵断面线形设计

纵断面线形设计主要是解决公路线形在纵断面上的位置,形状和尺寸问题,具体内容包括纵坡设计和竖曲线设计两项。该路地处山岭区,土地资源宝贵,本项纵断面设计采用小纵坡,微起伏与该区域农田相结合,尽量降低路堤高度。

4.2 纵坡设计

1、纵坡设计的一般要求

a、纵坡设计必须满足《公路工程技术标准》的有关规定,一般不轻易使用极限值

b、纵坡应力求平缓,避免连续陡坡,过长陡坡和反坡

c、纵断面线形应连续,平顺,均衡,并重视平纵面线形的组合

2、纵坡设计的方法和步骤:

a、准备工作;

b、标注纵断面控制点;

c、试坡;

d、根据横断面图核对纵坡线;

e、确定纵坡线;

f、计算设计标高。

4.3 横断面设计

4.3.1 横断面设计技术指标

1、路基宽度

根据《公路工程技术标准》得公路等级为二级,车道数拟定双向四车道。据《公路工程技术标准》二级公路车速为60km/h,双车道的路基宽度一般值为10m,最小值为8.50,取设计车道宽度为3. 5m,得总车道宽度为3. 5×2=7m,二级公路车速为

2、路拱坡度 60的路肩宽度为1.5×2=3m,不设中间带。

路拱坡度为2%、、路肩横向坡度为3%,路拱坡度采用双向坡面,由路中央向两侧倾斜。

3、路基边坡坡度

H<6m(H—路基填土高度)时,路基边坡按1:1设计。

4、边沟设计

本设计路段地处平原微丘区,宜采用梯形边沟,且底宽为0.6m,深0.6m,内侧边坡坡度为1:1。

4.3.2 横断面设计步骤

1、 根据任务书所给项目段地形图,分段设置。

2、 根据地质调查资料,明确土石界限、设计边坡度,并确定边沟形状和尺寸。

3、设计线应包括路基边沟、边坡、截水沟、护坡道、碎落台等,在弯道上的断面还应示出超高、加宽等,同时要示出路拱坡度。

4、由计算填、挖方面积,并绘制在图上。

4.3.2 由图计算并填写逐桩占地宽度表、路基设计表、路基土石方计算表及公里路基土石方数量汇总表。

4.4 土石方的计算和调配

4.4.1 调配要求

1、土石方调配应按先横向后纵向的次序进行。

2、纵向调运的最远距离一般应小于经济运距(按费用经济计算的纵向调运的最大限度距离叫经济运距)。

3、土石方调运的方向应考虑桥涵位置和路线纵坡对施工运输的影响,一般情况下,不跨越深沟和少做上坡调运。

4、借方、弃土方应与借土还田,整地建田相结合,尽量少占田地,减少对农业的影响,对于取土和弃土地点应事先同地方商量。

5、不同性质的土石应分别调配。

4.4.2 调配方法

土石方调配方法有多种,如累积曲线法、调配图法、表格调配法等,由于表格调配法不需单独绘图,直接在土石方表上调配,具有方法简单,调配清晰

的优点,是目前生产上广泛采用的方法。

表格调配法又可有逐桩调运和分段调运两种方式。一般采用分段调用。 表格调配法的方法步骤如下:

1、准备工作

调配前先要对土石方计算进行复核,确认无误后方可进行。调配前应将可影响调配的桥涵位置、陡坡、深沟、借土位置、弃土位置等条件表于表旁,借调配时考虑。

2、横向调运

即计算本桩利用、填缺、挖余,以石代土时填入土方栏,并用符号区分。

3、纵向调运

根据填缺、挖余情况结合调运条件拟定调配方案,确定调运方向和调运起讫点,并用箭头表示。计算调运数量和运距调配的运距是指计价运距,就是调运挖方中心到填方中心的距离大于免费运距时。

4、计算借方数量、废方数量和总运量

借方数量=填缺—纵向调入本桩的数量

废方数量=挖余—纵向调出本桩的数量

总运量=纵向调运量+废方调运量+借方调运量

5、复核

横向调运复核

填方=本桩利用+填缺

挖方=本桩利用+挖余

纵向调运复核

填缺=纵向调运方+借方

挖余+纵向调运方+废方

总调运量复核

挖方+借方=填方+借方

以上复核一般是按逐页小计进行的,最后应按每公里合计复核。 计算计价土石方

计价土石方=挖方数量+借方数量

具体土石方量数据见附录1

五、 路基设计

5.1 路基设计

5.1.1 路基横断面布置

由横断面设计(查《公路工程技术标准》(JTG B01—2003))部分可知,路基宽度为10m,其中路面跨度为7m,无中间带宽度,硬路肩宽度为1.5×2=3m,路面横坡为2%,土路肩横坡为3%。

5.1.2 路基设计一般规定

1、本段公路路基最小填方高度为2.960m

2、路基边坡

查《公路路基设计规范》(JTGD30—2004)本公路路基边坡由于路基填土高度均小于6m(除设桥梁处外),且采用1:1.5的坡度,护坡道为1.0m,且由于该段公路非高填土,故不需要进行边坡稳定性验算。

5.1.3 路基填料

沿线筑路用土采用备土形式,取土以利用低产田和被公路分割的边角地以及开挖河道、鱼塘等解决,在填土较高、沉降较大的地段可以利用工业废渣(粉煤灰等)做路基填料。填方路基宜选用级配较好的粗粒土作为填料。 砾(角砾)类土,砂类土应优先选作路床填料,土质较差的细粒土可填于路基底部,用不同填料填筑路基时,应分层填筑,每一水平层均采用同类填料。 细粒土做填料,当土的含水量超过最佳含水量两个百分点以上时,应采取晾晒或掺入石灰、固化材料等技术措施进行处理。

桥涵台背和挡土墙墙背填料,应优先选用内摩檫角值较大的砾(角砾)类土,砂类土填筑。

当采用细粒土填筑,路基填料最小强度和填料最大粒径应符合规定。

5.1.4 路基处理

⑴ 一般路基处理原则:

路基河塘地段,先围堰清淤、排水,然后将原地面开挖成台阶状,台阶宽1.0m,内倾3%,,并回填5%灰土至原水面(标高按1.0m控制),路基底部30cm采用5%石灰土处理,路床顶面以下0~80cm采用7%石灰土处理;路基高度≤2.0m路段,清除耕殖后,将原地面挖至25cm深压实后才可填筑,

路床顶面以下均采用掺7%石灰土处理;路基高度2.0m的路段,路床顶面以下0~60cm采用7%石灰土处理层,即底部设3%土拱,土拱设30cm5%石灰土处理层,对于路基中部填土的掺灰,又施工建立根据具体情况,在保证路基压实度的前提下,决定处理的土层及掺灰量。

⑵ 路床处理《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)

① 路床土质应均匀、密实、强度高,上路床压实度达不到要求时,必须采取晾晒,掺石灰等技术措施。路床顶面横坡应与路拱坡度一致。

② 挖方地段的路床为岩石或土基良好时,可直接利用作为路床,并应整平,碾压密实。地质条件不良或土质松散,渗水,湿软,强度低时,应采取防水,排水措施或掺石灰处理或换填渗水性土等措施,处理深度可视具体情况确定。

③ 填方路基的基底,应视不同情况分别予以处理

基底土密实,地面横坡缓于1:5时,路基可直接填筑在天然地面上,地表有树根草皮或腐殖土土应予以处理深除。

路堤基底范围内由于地表水或地下水影响路基稳定时,应采取拦截,引排等措施,或在路堤底部填筑不易风化的片石,块石或砂、砾等透水性材料。 路堤基底为耕地或土质松散时,应将地基表面碾压密实,二级公路路堤基底的压实度(重型)不应小于90%,路基填土高度小于路面和路床总厚度时,应将地基表层土进行超挖并分层回填压实,其处理深度不应小于重型汽车荷载作用的工作深度:基底松散土层厚度大于30cm时,应翻挖再回填分层压实。

路基土的掺灰剂量,可根据当地情况实验确定,一般粘质土采用石灰或二灰处理,粗粒土可以采用325#水泥处理。

(3)路基防护。查《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)

1、 路基填土高度H<3m说,采用草坪网布被防护,为防止雨水,对土路肩边缘及护坡道的冲刷,草坪网布被在土路肩上铺入土路肩25cm,在护坡道上铺到边沟内侧为止。而对于高等级道路,则采用六角形空心混凝土预制块防护,本段公路采用六角形空心混凝土预制块。

2、 路基填土高度H3m,时,采用浆砌片石衬砌拱防护,当3≤H≤4m时,设置单层衬砌拱,当4<H≤6m时,设置双层衬砌拱,拱内铺设草坪网布被

为保证路面水或坡面水不冲刷护坡道,相应于衬砌拱拱柱部分的护坡道也做铺砌,并设置20号混凝土预制块至边沟内侧。20号混凝土预制块的规格分为两种,拱柱及护脚采用5cm×30cm×50cm的长方体预制块,拱圈部分采用5cm×30cm×65cm的弧形预制块(圆心角30度,内径125cm,外径130cm),预制块间用7.5号砌浆灌注。

5.2 路基路面排水设计

5.2.1路基排水设计

路基地表排水可采用边沟、截水沟、排水沟,各类地段排水沟应高出设计水位0~2m以上。

边沟横断面采用梯形,梯形边沟内侧边坡坡度为1:1~1:1.5,二级公路的边沟的深度不应小于0.6m,边沟纵坡宜与路线纵坡一致并不宜小于0.3%,边沟采用M7.5的砂浆浆砌片石,水泥混凝土预制块防护,长度不宜超过500m,截水沟横断面采用梯形,边坡视土质而定,一般采用1:10~1:1.5,深度及宽度不宜小于0.5m,沟底纵坡不宜小于0.3%。

5.2.2路面排水设计

a、路肩排水设施的纵坡应与路面的纵坡一致,当路面纵坡小于0.3%时,可采用横向分散排水方式将路面水排出路基,但路基填方边坡应进行防护。 b、路堤边坡较高,采用横向分散排水不经济时,应采用纵向集中排水方式,在硬路肩边缘设置排水带,并通过急流槽将水排出路基。

c、拦水带可采用水泥混凝土预制块或沥青混凝土筑成,拦水带高出路肩12cm,顶宽8~10cm。急流槽的设置距按路肩排水的容许容量计算确定以20m~50m为宜,急流槽可设置在凹形曲线底部及构造物附近,并考虑到地形、边坡状态及其它排水设施的联接。

d、矩形雨水井尺寸采用长×宽×深=60cm×40cm×60cm,边墙采用浆砌片石或水泥混凝土预制块砌筑。

六、致 谢

本次道路勘测课程设计中得到不少同学及老师的帮助,但这些都是建立在之前所学知识的基础上。因此首先要感谢本次课程设计的指导老师张镇老师和,感谢张老师对本次课设的安排和给予大家的指导,使同学们有充分的时间学习并基本掌握纬地软件的操作使用和结合所学知识。其次感谢在大二下学期细心教导大家《交通工程总论》老师闫岩和《道路勘测设计》老师刘桂丽,正是在两位老师辛勤教导和细心指导下,使得大家对道路设计和交通工程有了基本而又详细的了解,为本次课程设计打下了坚实的基础。最后要感谢为大家提供软件的大四学长和身边的同学,在他们的帮助下,使我快速学会使用纬地软件,并教会我一些软件的使用技巧,让我更好、更快捷地独立使用纬地软件进行课程设计。

本次课程设计使我初步掌握了道路勘测设计的步骤以及要点,对交通工程方面有了更深一步的了解,并且也对将来的毕业设计步骤有了初步了解,同时为我们将来步入社会从事交通工程方面工作打下了基础。最后再一次感谢身边的良师益友,在他们的指导和帮助下,使我不断进步并顺利完成本次课程设计。

参考文献:

[1] 杨少伟主编,《道路勘测设计》,人民交通出版社,2011

[2] 邓学均主编.《路基路面工程》.人民交通出版社,2008

[3] 交通部颁.公路工程技术标准(JTG B01-2003).

[4] 交通部颁.公路路线设计规范(JTG D20-2006).

[5] 交通部颁.公路勘测规范(JTG C10-2007).

[6] 交通部颁.公路路基设计规范(JTG D30-2004).

附录:

土石方计算表(附表)

图纸部分(附图)

附图1.平面设计图

附图2.横断面设计图1

附图3.横断面设计图2

附图4.横断面设计图3

附图5.纵断面设计图1

附图6.纵断面设计图2

附图7.纵断面设计图3

附图8.纵断面设计图4

道路勘测设计说明书最后版

目 录

一、设计概述 ......................................................................................................................................... 2

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2、基本资料 ........................................................................................................................................... 2

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二、平面设计 ......................................................................................................................................... 4

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4.直线的运用 ....................................................................................................................................... 4

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三、纵断面设计 ................................................................................................................................... 7

1、纵坡设计的一般要求 ....................................................................................................................... 8

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3、最小纵坡 ........................................................................................................................................... 8

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四、横断面设计 ................................................................................................................................. 12

1、横断面设计的要求 ......................................................................................................................... 13

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3、平曲线加宽 ..................................................................................................................................... 13

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五、选线 ................................................................................................................................................. 15

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7、选择最佳路线方案 ......................................................................................................................... 19

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六、设计图纸及计算说明部分计算说明部分.................................................................. 20

1、计算说明部分(附表) ................................................................................................................. 20

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七、主要参考书目 ............................................................................................................................ 20

一、设计概述

1、目的和要求

本课程设计是在学生学完《道路勘测设计》及相关专业后进行的一次综合性训练,既有助于巩固所学的专业知识,培养独立设计的能力,提高综合运用知识的能力,也为以后的毕业设计打好基础。

根据设计所给资料,进行平、纵、横断面设计及其组合处理,完成土石方计算与调配,编制直线、曲线及转角一览表,路基设计表,路基土石方数量计算表;进行路面结构类型选择,并确定各结构层的合理厚度。

2、基本资料

江苏无锡所辖地区一张平原微球地形图。

本设计为新建三级公路,路线所经地区为江苏无锡所辖地区,属公路自然区划IV区-长江下游平原湿润区,不冰冻,该区温暖湿润,最高月平均气温30-35度,一月份平均气温在3-16度,属亚热带气候。图层15cm左右,在地面自然横坡大于15%的丘陵地带,地表土层一般10cm左右,土质属于粉质土,呈中密状态,本地区岩石埋藏较深,一般砂石料缺乏。

设计依据

根据兰州理工大学土木工程学院土木工程专业道桥方向《道路勘测设计任务书》进行设计。

1、 设计资料

根据设计任务书要求,本路段按三级公路技术标准勘察、设计。设计车速为40公里/小时,路基双幅两车道,宽8.50米。起点桩号K0+000.000,坐标终点桩号K1+120.000;坐标起点高程:0.000米,终点高程:61.000米。起终点坐标、高程:(起点坐标X=0.000,Y=0.000;终点坐标X= 17.581,Y= 122.45;起、终点设计高程均同地面高程)。

2、 设计执行标准

设计执行的部颁标准、规范有:

《公路工程技术标准》JTG B01-2003

《公路路线设计规范》JTG D20-2006

《公路路基设计规范》JTG D30-2004

3、总体设计原则

根据《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)的要求,交通量的预测情况及公路的使用功能,确定总体设计原则如下:

1.采用的技术标准必须满足公路的使用任务、功能和远景交通量的需要。

2.避免不必要的浪费,项目建设时应适当超前考虑。

3.尽量利用老路及山地,以降低造价。

4. 尽量选择高差较低的地段修路,减小工程量和土石开挖量,减小造价。

5.沿线的中小城镇采取“离而不远,近而不进”的原则,通过人口稠密地区时,在现有详细调查资料基础上,进行了多方案比较,尽可能减少房屋的拆迁量。除考虑房屋拆迁外,对管线的避让和动迁在初

步设计选线时也进行了重点考虑,并作为线位的重要控制点。

二、平面设计

1.平面线形组成要素

平面线形主要组成要素为直线、圆曲线、缓和曲线。路线线形设计理论要点为线形与地物景观相协调,与交通量相协调,与计算行车速度和实际行车速度相协调,与平、纵、横面设计相协调,与相邻路段的线形相协调。

2.线形设计一般原则

(1)线形与地形、地物相适应。

(2)线形应是连续的,必须避免线形的突变。

(3)线形组合的各种技术标准,应符合相应技术等级的有关规定。

3.直线的特点

(1) 直线的优点

作为平面线形要素之一的直线,在公路和城市道路中的使用最为广泛,当地势平坦、地物障碍较少时,定线人员往往首先考虑使用直线线形通过。这是因为两点之间的连接长度以直线最短;汽车在直线上行驶时受力简单、方向明确,驾驶操作容易;同时,路线测设简单、方便。基于直线的上述优点,在各种线形工程中都有着其独特的地位。

(2) 直线的缺点

直线线形灵活性差,难以与地形、地物等周围的环境相协调;过长的直线易使驾驶人员感到单调、疲倦、注意力难以集中;直线路段上难以准确目测车辆之间的距离;长直线上容易导致高速行车,引发交通事故等。因此,在运用直线线形和确定其长度时,需要持谨慎的态度,尽量不采用过多和过长的直线线形。

4.直线的运用

(1)适宜采用直线的路段:

1).不受地形、地物限制的平坦地区或山间的开阔谷地;

2).市镇及其近郊,或规划方正的农耕区等以直线条为主的地区;

3).长大的桥梁、隧道等构造物路段;

4).路线交叉点及其前后;

5).为双车道公路提供超车的路段。

(2)长直线路段的注意事项

1).长直线上纵坡不宜过大,因为长直线与下陡坡相重合的路段更容易导致高速行驶。

2).长直线尽头的平曲线半径应尽量大一些,以保证线形的连续性,除了保证曲线超高、视距等符合相应的规定外,还必须采取设置标志、增加路面抗滑能力等必要的安全措施。

3).为了缓和长直线带来的呆板,长直线宜与大半径凹形竖曲线组合为宜。

4).道路两侧地形过于空旷时,宜采取不同的植被条件或设置建筑物、雕塑、广告牌等各种措施,以改善单调的景观。

(3)直线长度的限制

1).直线的最大长度

根据德国和日本的规定:直线的最大长度(以m计)为20V(V—设计速度, 用 km/h 表示)。

2).直线的最小长度

为了保证行车安全,相邻两曲线之间应具有一定的直线长度。这个直线长度是指前一曲线的终点 ( 缓直 HZ 或圆直 YZ) 到后一曲线起点 ( 直缓 ZH 或直圆 ZY) 之间的长度。

5.圆曲线的运用

(1)各级公路不论转角大小均应设置圆曲线。在选用圆曲线半径时应与计算行车速度相适应,并应尽可能选用较大的圆曲线半径,以提高公路的使用质量。

(2)高速公路设计速度为(120km/h)时设计规范规定极限最小半径为650m,一般最小半径为1000m,不设超高最小半径为1000m。

(3)当平曲线小于不设超高最小半径时,应在曲线上设置超高,超高加横坡度按计算行车速度、半径大小、结合路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定,此路线超高值应不大于8%。

V2

(3)根据汽车行驶在曲线上力的平衡式得:R 127(ih)

式中:V---行车速度(km/h);

---横向力系数;

6.圆曲线半径的选用原则

圆曲线能较好的适应地形的变化,并可以获得圆滑的线形。

确定圆曲线半径时,应注意以下几点:

(1)在条件许可时,争取选用不设超高的圆曲线半径。

(2)在一般情况下,宜采用极限最小半径的4~8倍或超高横坡度为(2~4)%的圆曲线半径。

(3)当地形条件受到限制时,曲线半径应尽量大于或接近于一般最小半径。

(4)在自然条件特殊困难或受其它条件严格限制而不得已时,方可采用圆曲线的极限最小半径。

(5)圆曲线的最大半径不宜超过10000m 。

7.缓和曲线的应用

缓和曲线是道路平面线形要素之一,它是设置在直线与圆曲线之间或两个圆曲线之间的曲率半径逐渐变化的线形。《标准》规定,除四级公路可不设缓和曲线外,其余各级公路在其半径小于不设超高的最小半径时都应设置缓和曲线。在高速公路和城市道路上,缓和曲线均得以广泛的应用。

i---超高横坡度。

缓曲线的作用:

1)曲率逐渐变化,便于驾驶操作.

2)离心加速度逐渐变化,消除了离心力突变。

3) 与圆曲线配合得当,美化线形圆曲线与直线径相连接,在连接处曲率突变,视觉效果差,产生折点和扭曲现象。

三、纵断面设计

沿着路中线竖向剖切、再行展开即得到了路线的纵断面。路线纵断面一般情况下是一条在竖向上有起伏的空间线形。

纵断面设计的主要任务就是根据汽车的动力特性、道路等级、当地的自然条件以及工程经济性等,确定纵面线形的竖向位置与形状, 以便达到行车安全、迅速、经济与舒适的目的。

1、纵坡设计的一般要求

(1)纵坡设计必须满足《标准》中的各项规定与要求。

(2)为保证车辆能以一定速度安全、顺适地行驶,纵坡应具有一定的平顺性,起伏不宜过大和过于频繁。尽量避免采用《规范》中的极限纵坡值,并留有一定的余地。

(3)设计应对沿线地形、地质、水文、地下管线、气候和排水等进行综合考虑,并根据需要采取适当的技术措施,以保证道路的稳定与通畅。

(4)一般情况下纵坡设计应尽量减少土石方及其它工程数量,以降低工程造价和节省用地。

(5)山岭重丘区的纵断面设计应考虑纵向填、挖平衡,尽量使挖方作为就近路段的填方,以减少借方和废方;平原微丘区的纵断面设计应满足最小填土高度的要求,以保证路基的稳定性。

(6)高速公路和一级公路,应考虑通道、农田水利等方面的要求;低等级公路,应注意考虑民间运输、农业机械等方面的要求。

2、最大纵坡

(1)概念

最大纵坡是指在纵坡设计时各级道路允许采用的最大坡度值。

(2)最大纵坡的影响因素

各级道路允许的最大纵坡是根据汽车的动力特性、道路等级、自然条件、车辆行驶的安全性、以及工程经济与运营经济等因素,通过全面考虑,综合分析而确定的。各级公路最大纵坡的规定见表所4.2.1示:

3、最小纵坡

挖方路段以及其它横向排水不良路段所规定的纵坡最小值称为最小纵坡。各级公路均应设置不小于0.3%的最小纵坡,一般情况下以不小于0.5%为宜。

当必须设计平坡或纵坡小于0.3%时,边沟应作纵向排水设计。

注:干旱少雨地区的最小纵坡可不受此限制。

4、坡长限制

根据希望速度V1和容许速度V2,可以得出对应于V1的“理想的最大纵坡”i1和对应于V2的“不限长度的最大纵坡”i2。

(1)小于i1 的纵坡称为缓坡,汽车在缓坡上可以加速行驶;

(2)大于i1的纵坡称之为陡坡。

1)当 i<i2的纵坡,汽车在其上行驶时,设初速为V1,则终速不会低于V2;

2)当 i>i2的纵坡,应对其长度进行限制。

a.最小坡长限制

最小坡长的限制主要是从汽车行驶平顺性和布设竖曲线的要求考虑的。《标准》,《城规》规定,各级道路最小坡长应按表 4.2.3 和表中4.2.4选用。

注:在平面交叉口、立体交叉的匝道以及过水路面地段,最小坡长可不受此限。

表 4.2.3 各级公路最小坡长

b.最大坡长限制

道路纵坡的大小及其坡长对汽车正常行驶的影响很大。纵坡越陡,坡长越长,对行车影响也将越大。 所谓最大坡长限制是指控制汽车在坡道上行驶,当车速下降到最低允许速度时所行驶的距离。

《标准》规定的最大坡长见下表4.2.4

表 4.2.4 各级公路纵坡长度限制 (m)

5、平、纵组合的设计原则

(1).应保持线形在视觉上连续性,能自然地引导驾驶员的视线,使之在高速行驶的情况下,能安全舒适的行车。路线所经地区为江苏无锡所辖地区,属公路自然区划IV区-长江下游平原湿润区,不冰冻,该区温暖湿润,最高月平均气温30-35度,一月份平均气温在3-16度,属亚热带气候。图层15cm左右,在地面自然横坡大于15%的丘陵地带,地表土层一般10cm左右,土质属于粉质土,呈中密状态,本地区岩石埋藏较深,一般砂石料缺乏。

(2).保持平、纵线形的技术指标大小均衡,使线形在视觉和心理方面保持协调。

在保证有足够视距的前提下,对于高速公路、一级公路、平原区二级公路,驾驶员在任意点上所能看到前方平面线形弯曲一般不应超过两个、纵面起伏不应超过三个。

(3).选择组合得当的合成坡度,以利于路面排水和行车安全。设计时要注意纵坡不要接近水平状态;同时,应避免形成合成坡度过大的线形。

(4).注意与道路周围自然环境和景观的配合。

良好的组合可以减轻驾驶员的疲劳和紧张程度;适宜的景观设计还能起到诱导视线的作用。

6、平、纵组合的基本要求

(1)平包竖

(2)平曲线与竖曲线对应关系曲中点与变坡点相重合最好;错开不超过平曲线的1/4 时较好,超过其 1/4时很差;竖曲线起终点分别置于两条缓和曲线上。

(3)平、竖曲线半径均较小时不宜重合。

(4)平、竖曲线半径大小要均匀。

(5)选择适宜的合成坡度,,一般最大合成坡度不大于8%,最小坡度不宜小于0.5%。

7、纵面线形设计中应注意避免的组合

(1)除V〈40km/h避免凸凹竖曲线插入小半径平曲线。

(2)避免竖曲线与反向平曲线的变曲点相重合

(3)在长直线或长平曲线内,尽量设计成直坡线

(4)避免片面上的变向点比拟面上变坡点多

(5)避免小半径竖曲线与回旋曲线相重合

(6)避免小半径竖曲线与回旋线相重合的线形。

(7)避免在长直线上设置长的下坡凹形曲线路段。

8、纵断面设计方法与步骤

(1)准备工作。研究《标准》规定的有关技术指标和设计任务书的有关规定,同时应收集和熟悉有关资料,并领会设计意图和要求,做到心中有数。

纵坡设计(俗称拉坡)之前,应在坐标纸上按比例标注里程桩号和标高、点绘地面线、填写有关内容。

(2)标注控制点。控制点是指影响纵坡设计的标高控制点。有以下两类:

1)路线起终点、越岭垭口、重要桥涵、地质不良地段的最小填土高度、最大挖深、沿溪线的洪水位、隧道进出口、平面交叉和立体交叉点、铁路道口、城镇规划控制标高以及受其它因素限制路线必须通过的标高控制点等。

2)山区道路还有根据路基填挖平衡关系控制路中心填挖值的标高点,称为“经济点”。

(3)试坡。在已标出“控制点”、“经济点”的纵断面图上,根据技术指标、选线意图,结合地面起伏变化,本着以“控制点”为依据,照顾多数“经济点”的原则,在这些点位间进行穿插与取直,试定出若干直坡线。对各种可能坡度线方案反复进行比较,最后定出即符合技术标准,且土石方较省的设计线作为初定坡度线,将前后坡度线延长交会出变坡点的初步位置。

(4)调坡。将所定坡度与选线时坡度的安排比较,二者应基本相符,若有较大差异时应全面分析,权衡利弊,决定取舍。然后对照技术标准检查设计的最大纵坡、最小纵坡、坡长限制等是否满足规定,平纵组合是否得当,以及路线交叉、桥隧和接线等处的纵坡是否合理,若有问题应进行调整。调整方法是对初定坡度线平抬、平降、延伸、缩短或改变坡度值。

(5)核对。选择有控制意义的重点横断面,检查是否填挖过大、坡脚落空或过远、挡土墙工程过大、桥

梁过高或过低、涵洞过长等情况,若有问题应及时调整纵坡。

(6)定坡。经调整核对无误后,逐段把直坡线的坡度值、变坡点桩号和标高确定下来。变坡点标高是由纵坡度和坡长依次推算而得。

(7)设置竖曲线。拉坡时已考虑了平纵组合问题,在此应根据技术标准、平纵组合等确定竖曲线半径,计算竖曲线要素。

(8)标高计算。

1)坡线标高计算: 坡线标高=变坡点标高±xi

2)竖曲线标高计算:设计标高=坡线标高±y

3)施工标高计算:施工标高=设计标高-地面标高

9、纵坡设计应注意的问题

(1) 设置回头曲线地段,拉坡时应按回头曲线技术标准先定出该路段的纵坡,然后从两端接坡,应注意在回头曲线地段不宜设竖曲线。

(2) 大中桥上不宜设置竖曲线,桥头两端竖曲线的起终点应设在桥头10m以外.

(3) 小桥涵允许设在斜坡地段或竖曲线上,为保证行车平顺,应尽量避免在小桥涵处出现驼峰式纵坡。

(4) 注意平面交叉口纵坡及两端接线要求。道路与道路交叉时,一般宜设在水平坡段,其长度应不小于最短坡长规定。两端接线纵坡应不大于3%,山区工程艰巨地段不大于5%。

(5) 拉坡时如受“控制点”或“经济点”制约,导致纵坡起伏过大,或土石方工程量太大,经调整仍难以解决时,可用纸上移线的方法修改原定纵坡线。

(6) 连接段的纵坡应和缓、避免产生突变。

10、纵断面图的绘制

纵断面设计图是道路设计重要文件之一,也是纵断面设计的最后成果。

纵断面采用直角坐标,以横坐标表示里程桩号,纵坐标表示高程。为了明显地反映沿着中线地面起伏形状,通常横坐标比例尺采用1:2000(城市道路采用1:500~1:1000),纵坐标采用1:200(城市道路为1:50~1:100)。

纵断面图是由上下两部分内容组成的。

(1)上部主要用来绘制地面线和纵坡设计线;

另外,上部也用以标注竖曲线及其要素;沿线桥涵及人工构造物的位置、结构类型、孔数 与孔径;与道路、铁路交叉的桩号及路名;沿线跨越的河流名称、桩号、常水位和最高洪水位;水准点位置、编号和标高;断链桩位置、桩号及长短链关系等。

(2) 下部主要用来填写有关内容,自下而上分别填写:超高方式:直线及平曲线;里程桩号;地面标高;设计标高;填、挖高度;土壤地质说明;设计排水沟沟底线及其坡度、距离、标高、流水方向。

11、竖曲线的设计计算

数据用纬地程序进行其它数据计算以及纵断面图的绘制见设计图(纵断面图)。

四、横断面设计

横断面设计主要任务是根据公路等级,结合当地自然条件,综合考虑交通安全、路基稳定,公路排水、节省用地和工程经济等的要求,确定能够公路横断面的组成部分及其几何尺寸。横断面设计本着经济,避免大填大挖,填挖平衡的原则。本次设计中横断面的比例尺为1:200。

1、横断面设计的要求

1) 设计施工前须做好工程地质、水文等有关的自然条件的勘察工作。

2) 设计应符合《公路工程技术标准》的规定要求。

3) 设计应兼顾当地农田基本建设等的需要,尽可能少占耕地。

4) 应使路基具有足够的稳定性。

2、路基横断面的绘图步骤

1) 根据平纵横上的设计成果,取1Km,在各桩号的地面横断面图上,逐桩号标注填挖高路基宽度。

平曲线半径小于等于125米,在平曲线内侧须加宽。

2) 按土地质资料示出各断面的覆盖层厚度或土石层的分界线、土石成分,所应采取的边坡坡度。

3) 逐桩绘制各横断面。

3、平曲线加宽

我国《规范》规定。平曲线的半径等于或小于125米时,应在平曲线内侧加宽。

4、平曲线超高

对于二级公路 ,当平曲线半径小于不设超高的最小半径2500米时,应在曲线上设超高 。超高横坡度按计算行车速度,半径大小,结合路面类型、自然条件和车辆组成等情况确定。二级公路的超高横坡度不应大于8%。当超高横坡度的计算值小于路拱时应设置等于路拱坡度的超高。设置超高的目的是为让汽车在曲线上行使时能够获得一个指向曲线内侧的横向分力,以克服离心力对行车的影响。

(1)设置超高的方法。

①超高横坡度的确定

超高横坡度应按计算行车速度、半径大小,结合路面种类、自然条件和车辆组成等情况综合确定。一般来说,平曲线半径小,超高坡度就应大一些,反之,超高坡度就可小一些。而当平曲线半径大于或等于不设超高最小半径时就可以不设超高。在路面由积雪或结冰的地区,超高坡度应比一般地区的小一些,以防止出现汽车向内侧滑动的危险。在非机动车通行较多的公路,超高坡度也应适当减小。当公路通过市镇,作为街道使用的公路按规定设置超高有困难,且市区对车速有限制时,可根据实际情况酌量减小超高坡度值。

②设置超高的方法

设置超高的方式应根据地形情况、车道数、中间带宽度、超高横坡度大小, 从有利于路面排水、路面同地面或构造物的协调以及路容美观等因素进行选择。按其选用转轴在公路横断面组成中的位置可分为几种情况:

1)无中间带的公路

a绕路面内边缘旋转

先将外侧车道绕路中线旋转,待达到与内侧车道构成单向横坡后,整个断面再绕未加宽前的内侧车道边缘旋转,直至超高横坡值。

这种方式一般适用于新建工程及以路肩边缘为设计高程的改建公路。

b绕中线旋转

先将外侧车道绕路中线旋转,待达到与内侧车道构成单向横坡后,整个断面一同绕路中线旋转,直至

超高横坡值。

一般适用于改建工程,尤其是以路中心标高作为设计标高的情况。

c绕路面外边缘旋转

先将外侧车道绕外边缘线旋转,与此同时,内侧车道随中线的降低而相应降低,待达到单向横坡后,整个断面绕外侧车道边缘旋转,直至超高横坡值。

此种方式只在特殊设计时采用。

5、超高缓和段

设置超高缓和段的主要目的就是使路面从双坡断面逐渐变为单向横坡即超高断面,因此这一缓和段的长度不能太短,否则将起不到缓和作用,但缓和段太长就会给测设、施工以及路面排水等方面带来一些问题。缓和段的长度主要取决于路面超高坡度的大小。因为路面超高坡度越大,路面外侧边缘升高值就越大,相对于直线段的双坡断面的变化幅度也就越大,所需要的缓和段也就越长。

6、路基的设计

1) 路基设计,应符合公路建设的一般要求和〈〈公路工程技术标准〉〉规定的具体要求。

2) 路基设计应兼顾当地农田基本建设的需要。

3) 沿河线的路基设计,应注意路基不被洪水淹没或冲毁,若废方过多,压缩河道,引起壅水而危急

农田、房舍时,一般应变更设计,将路线适当外移以减少废方。

4) 必须穿过耕种地区的路基,必要时,可进行边坡加固或修建矮墙,以防边坡塌陷;对较矮的路基

边坡,如石料教方便,甚至可修筑直立矮墙以尽量节约用地。

5) 横坡陡于1:5的坡地上的填方路基,在填筑前,须将地面挖成梯台,台阶宽度不小于1米,台阶

顶面应做成2-4%的反向横坡,以防路基滑动而影响其稳定性。

6) 山坡上的半挖半填路基,若原地面横坡较陡,填方坡脚伸出很远,施工困难,且边坡稳定性也较

差时,可修筑护肩路基以避免边坡伸出;否则,可在填方坡脚修筑护脚以增强边坡的稳定性。

7) 山坡坳形地段往往有较厚的坡积层,多为较松散的碎、砾、漂石土等。路基设计除应根据当地土

质及水文情况适当放缓挖方边坡外,还应在挖方坡脚设置矮墙或上挡墙。

8) 当挖方路基遇到不同的土层时,可根据土质的稳定性在一个边坡上采用不同的边坡率,即折线形

的边坡断面。

7、横断面的设计计算(K0+000-K1+062.758)

数据用纬地程序进行其它数据计算以及横断面图的绘制见设计图(横断面图)。

五、选线

1、选线原则

(1) 在路线设计的各个阶段,应运用先进的手段对路线方案进行深入、细致地研究,在方案论证、比较的基础上,选定最优的路线方案。

(2) 路线设计应在保证行车安全、舒适、迅速的前提下,使工程数量小、造价低、营运费用省、效益好,并有利于施工和养护。在工程量增加不大时,应尽量采用较高的技术指标,不宜轻易采用低限指标,但也不应片面追求高指标。

(3) 选线应与农田基本建设相配合,做到少占耕地,注意尽量地不占高产田、经济作物田或经济林园

(如橡胶林、茶林、果园)等。

(4) 通过名胜、风景、古迹地区的道路,应与周围的环境、景观相协调,并适当照顾美观。注意保护原有的自然生态环境和重要的历史 文物遗址。

(5) 选线时应对沿线的工程地质和水文地质进行深入的勘探,查清其对道路工程的影响程度。对于滑坡、崩塌、岩堆、泥石流、岩溶、软土、泥沼等严重不良地质地段和沙漠、多年冻土等特殊地区、应慎重对待。一般情况下,路线应设法绕避;当路线必须穿过时,应选择合适的位置,缩小穿越范围,并采取必要的工程措施。

(6) 选线时应重视环境保护,注意由于道路修筑以及汽车运行所产生的影响与污染等问题,具体应注意以下几个方面:

1)路线对自然环境与资源可能产生的影响。

2)占地、房屋拆迁所带来的影响。

3)路线对城镇布局、行政区划、农耕区、水利排灌体系等现有设施造成分割,而产生的影响。

4) 噪声对居民生活的影响。

5)汽车尾气对大气、水源、农田所造成的影响。

6)对自然环境、资源的影响和污染的防治措施及其对政策实施的可能性。

2、方案比较原则

路线方案比较可分为质的比较和量的比较两个方面。原则性的方案比较,主要是质的比较,多采用综合评价的方法,这种方法不是通过详细计算经济和技术指标进行的比较,而是综合各方面因素进行评比。主要综合的因素有:

(1) 路线在政治、经济、国防上的意义,国家或地方建设对路线使用任务、性质的要求,以及战备、支农、综合利用等重要方针的贯彻和体现程度。

(2) 路线在铁路、公路、航道等网系中的作用,与沿线工矿、城镇等规划的关系以及与沿线农田水利建设的配合及用地情况。

(3) 沿线地形、地质、水文、气象、地震等自然条件对道路的影响;要求的路线等级与实际可能达到的技术标准及其对路线的使用任务、性质的影响;路线的长度、筑路材料的来源、施工条件以及工程量、三材(钢材、木材、水泥)用量、造价、工期、劳动力等情况及其运营、施工、养护的影响等。

(4) 路线与沿线历史文物、革命史迹、旅行风景区等的联系。

影响路线方案选择的因素是多方面的,而各种因素又多是互相联系、相互影响的。路线在满足使用任务和性质要求的前提下,应综合考虑自然条件、技术标准和技术指标、工程投资、施工期限和施工设备等因素,精心选择、反复比较,才能提出合理的推荐方案。

3、选线方法

选定道路中线的位置按具体作法不同可分为实地选线、纸上选线和自动化选线三种。

(1)实地选线

实地选线是由选线人员,根据设计任务书的要求,在现场实地进行勘察测量,经过反复比较,直接选定路线的方法。

该方法的优点是工作简便、符合实际;在实地容易掌握地质、地形、地物等情况,选出的方案切实可靠;一般情况下不需要大比例尺地形图。缺点是野外的工作量很大,体力劳动强度高;野外测设工作受气

候和季节的影响大。同时,由于视野的局限性,加上地形、地物的影响,使路线的整体布局存在一定的片面性和局限性。

适用范围:实地选线往往用于等级较低、方案比较明确的公路。

(2)纸上选线

纸上选线是在已经测得的地形图上,进行路线布局和方案比选,从而在纸上确定路线,再到实地放线的选线方法。

这种方法的优点是野外工作量较小、测设速度快;测设和定线不受自然因素干扰;能在室内纵观全局,结合地形、地物、地质等条件,综合考虑平、纵、横三方面的因素,使所选定的路线更为合理。缺点是纸上定线必须要有大比例尺的地形图。地形图的测设需要较大的工作量和较多的设备。

适用范围:纸上选线多用于等级较高和地形、地物复杂的道路。

(3) 自动化选线

随着航测技术和电子计算机技术的迅速发展,产生了将航测和电算相结合的自动化选线方法。

自动化选线的基本作法是:先用航测方法测得航测图片,再根据地形信息建立数字地形模型(即数字化的地形资料),把选线设计的要求转化为数学模型,将设计数据输入计算机,由计算机按照一定的程序进行自动选线、分析比较和优化,最后通过自动绘图仪和打印机将全部设计图表输出。

自动化选线用电子计算机和自动绘图仪代替人工去做作大量而又繁重的计算、绘图、分析比较工作,这样能使选择的路线方案更加合理,而且节省了人力、物力和时间,成为今后道路选线的发展方向。

4、选线的步骤

一条路线的选定是一项研究范围由大到小、工作深度由粗到细、工作方法由轮廓到具体,逐步深入的工作。一般要经过以下三个步骤

(1)全面布局

全面布局是解决路线基本走向的工作。就是根据公路的技术等级、及其在公路网中的作用,结合地形地物条件,在路线的起、终点及中间必须通过的控制点间寻找可能通行的“路线带”,并进而确定一些大的控制点,将其连接起来,即形成路线的基本走向。 路线布局是关系到公路质量的根本性问题。因此,在选线中首先应着眼于总体布局工作,解决好基本走向问题。全面布局是通过路线视察、经过方案比较来解决的。

(2)逐段安排

逐段安排是在路线基本走向已经确定的基础上,再进一步加密控制点,解决路线局部方案的工作。即在大控制点间,结合地形、地质、水文、气候等条件,逐段定出中、小的控制点。逐段安排路线是通过踏勘测量或详测前的路线察看来解决的。

(3)具体定线

在所有的控制点间,根据技术标准、结合自然条件,综合考虑平、纵、横三方面因素,反复穿线插点,具体定出路线位置的工作。这是一步更深入、更细致、更具体的工作。具体定线在详测时完成。

5、山岭重丘区选线特点

(1) 局部方案多。由于山岭重丘区的山岗、谷地较多路线走向的灵活性大,可行的布线方案一般比较多,一条路线的最终确定往往需要经过多方案的比较。

(2) 需要路线平、纵、横三方面相互协调、密切配合。由于山岭重丘区地形的迂回曲折和频繁起伏,

平、纵、横三方面相互之间的约束和影响较大,若三者组合合理,可以提高线形技术标准。

(3) 路基形式以半填半挖为主。由于山岭重丘区的地形特点决定了路线所经地面常有一定的横坡,但是横坡一般并不太陡,路线与农林用地和水利设施的矛盾较大。为节约耕地,应采用半填半挖为主的路基形式。

山岭重丘区选线应结合地形合理选用技术指标,使平面适当曲折,纵面略有起伏,横面稳定经济,线形指标的变化幅度较大,限既不象平原区一般多用高指标,也不象山岭区多用接近低限指标。

6、道路选线与环境协调

道路与交通会对自然景观产生一定的影响,反之,自然景观也对道路和交通有着重要作用。因此,道路建成后作为环境的一部分,在选线时,应考虑道路与环境的相互关系,使道路线形与景观恰当地融合起来,既充实景观又使环境的造型要素对司机的运行状态从心理学和生理学的角度产生良好的影响,以达到行车快速、安全、舒适的目的。

(1)道路线形的布置与环境相协调。

相协调有两方面的意义:其一是使道路建成后不破坏周围环境的自然美,同时还要保护环境、减少对环境的不良影响(如噪音、空气污染等),特别是城郊和风景区的道路。其二是道路布线要注意合理利用和改造环境,使行车有较好的景观,为行车安全、舒适服务。

(2)线形设计应考虑美学上的要求。

路线的布设除了考虑地形、地物、地质等方面的因素外,还应考虑环境因素,这些因素包括两方面。一是自然环境,如水情、森林、农业、野生生物、特殊生态、土地利用等因素;二是社会环境,如当地的经济发展情况、噪声、公用设施、文物古迹、游览风景等因素。

由此可见,路线设计不仅是几何形状和位置的问题,还应包括有视觉效果,心理状态及景观的变化规律等问题。因此,公路除了几何线形设计外,还应有景观设计。公路景观设计的内容很多,它主要包括:公路的立体线形和构造物形状及色调;公路与周围景观协调设计两方面。其基本要求是:通视良好、诱导视线、景观协调、展现建筑风格等。

7、选择最佳路线方案

(1)收集与路线方案有关的规划、计划、统计资料及各种比例尺的地形图,地形图及水文、地质,气象等资料。

(2)路线总方向和公路等级,先在小比例尺的地形图上,研究各种可能路线方向,进行各种方案的比选,提出应进行的勘察的方案。

(3)按室内研究提出的方案连同在现场查勘发现的新方案,坚持深入调查研究。

(4)整理汇总现场勘测成果,为编制或补充修改计划任务书提供依据。

8、本设计为新建三级公路,有甲乙两种方案如图

方案甲为既定方案,方案乙为比选方案,两方案优缺点如下:

⒈方案甲:①优点是沿山脊布线,填挖方相对较少,路线行进方向高差较小,易于纵断面布线,排水较方便;

②缺点是未通过村庄,对连接交通有影响,路边坡应进行加固处理,增加了施工费用。

⒉方案乙:①优点是通过了村庄,有利于人们的出行,路基设边坡较少,施工较为简便;

②缺点是填挖方较大,路线高差变化较大,不利于行车和纵断面的布置。

六、设计图纸及计算说明部分计算说明部分

1、计算说明部分(附表)

附表1、平面计算(直线、曲线和转角表共1张);

附表2、纵断面计算(设计标高、竖曲线各要素等共1张);

附表3、路基设计表(共3张);

附表4、路基土石方数量计算及调配(路基土石方数量表共3张);

附表5、主要技术经济指标表(共3张);

2、图纸部分(附图)

附图1、道路路线方案图(共1张);

附图2、道路平面设计图 (共2张);1:2000

附图3、道路纵断面图(共2张) .横向1:2000, 竖向 1:200

附图4、道路横断面(共15张) 1:2 0 0

七、主要参考书目

[1]. 交通部《公路工程技术标准》(JTJB01-2003),北京:人民交通出版社,2004年

[2]. 交通部《公路路线设计规范》(JTG D20—2006),北京:人民交通出版社,2006年

[3].《路线》(公路设计手册),北京:人民交通出版社,1995年

[4].《公路勘测设计》 张雨化主编,北京:人民交通出版社,1996年

[5].《道路勘测设计》 杨少伟主编,北京:人民交通出版社,2004年

[6]. 纬地道路设计系统说明书。

道路勘测设计总说明书.doc

设计总说明书

一、概述

(一)、任务依据

根据华南农业大学大学水利与土木工程学院土木工程(道路与桥梁设计方向)《道路勘测设计课程设计—平面设计》与《道路勘测设计课程设计—纵断面设计》。 (二)、设计标准

1、根据设计任务书要求,本路段按一级公路技术标准勘察、设计。设计车速为80Km/小时,路基4车道,宽24.5米。

2、设计执行的部颁标准、规范有:

《公路工程技术标准》JTGB01-2003

《公路路线设计规范》JTJ011-94 《公路路基设计规范》JTJ013-95

《公路水泥混凝土路面设计规范》JTG D40-2002、

(三)、路线起讫点

本路段起点A:K25+000为所给地形图坐标(X =3044868.675,Y = 532851.577,Z = 176.9293 ),终点B:K28+374.185为所给地形图坐标(X = 3044543.1403,Y = 535751.24142,Z =169.5336),

全长3.374公里。

二、沿线自然地理概况

(一)武夷山的地理位置及地形

武夷山位于中国东南部福建省西北的武夷山市,总面积达99975公顷,以“丹霞地貌”著称于世。北部为中低山,南部为低山丘陵和河谷阶地,地势总体北高南低,地形起伏较大。地貌单元可划分为流水切割褶皱-断块中山地貌,流水侵蚀、剥蚀-断块低山地貌,剥蚀低山-丘陵地貌和河谷阶地地貌四种类型。

该区属武夷山山区,地质单元多,构造活动强烈,河谷切割加剧,地势陡峻,地貌类型复杂,岩体类型多样,稳定性差。由于自然条件差异,本区基岩区风化程度高,基岩表层破碎强烈,松散堆积层非常广泛,构成滑坡、泥石流等自然灾害多发区,并具有活动性强、频次高、危害大等特点。沿线的不良地质现象主要有崩塌、滑坡、泥石流、软弱地基等类型。

(二)武夷山的水文气候特点

武夷山地处中亚热带,具有降水量多,湿度大,雾日长,垂直变化显著等气候特点。境内群山重叠,海拔1800米以上的山峰多达三十余座,形成天然屏障,冬季可阻挡或削弱北方冷空气的入侵,具有降水量多,湿度大,雾日长,垂直变化显著等气候特点。路线区支沟众多,山区河道狭窄,比降较大,丰水期流量较大,汛期流量骤增,易形成洪水灾害。潜水赋存状态与第四纪松散堆积层特征有关,基本埋深为15~20m,是形成地表水径流的主要来源。

(三)武夷山的地震设防

本地区有地震活动记录,但地震灾害对该段公路建设和防护影响不大,但不能忽视活动断裂带及其所造成的岩石破碎和诱发的其他地质灾害。有关断裂的活动性和地震参数查阅相关规范进行描述。

(四)沿线筑路材料、水、电等建设条件

沿线筑路材料比较丰富,四季宜采,运输方便,以购买为主;路线所经处天然河流,水质纯净,对混凝土无侵蚀性,供应充足,均可作为工程用水;沿线电力情况供应良好,工程用电可与地方电力部门协商解决。

三、设计作业步骤和方法

1、确定道路设计等级及宽度;

2、认真阅读地形图,查清路线带的地形地物特征,定出设计控制点;

3、根据起终点和相应中间控制点,在地形图上进行选线,通过比选,确定公路具体走向,选线时注意尽量少占农田和少拆房屋;

4、根据选定公路具体走向,确定交点位置,定出交点坐标,计算出交点间距、偏角,并根据地形地物求出平曲线半径、缓和曲线长度、计算出平曲线各要素,公路总里程; 5、按照100米间距在地形图上定出各中桩位置;

6、按照10~20米间距在地形图上定出各个中桩位置,读出地面高程,依此点汇出纵断面(如果地形变化较大,需要进行加密); 7、进行纵断面设计; 8、编制路基设计表;

四、本次设计必须提交的设计成果

(一)、计算说明部分 1、总说明书

2、平面计算(直线、曲线及转角表); 3、纵断面计算(设计标高、竖曲线各要素等) 4、路基设计表

5、路基土石方计算机调配。 (二)、图纸部分 1、平面设计图

2、纵断面设计图 3、路基标准断面图 4、 路基横断面图

五、定线

设计路段地形复杂,横坡陡峻,路线平、纵,横面所受的限制较严,定线时应尽可能的克服高程。

(一)、定导向线

(1)、首先在1:2000的地形图上,仔细研究路线选线阶段选定的主要控制点间的地形、地质情况,选择有利地形,拟定路线走法。 (2)、地形图上的等高线间距为10m,选用5.0%的平均自然坡度,按式2-1算出等高线间平距:

h

a (式2-1)

i均

由式2-1得:

10a200 m

0.05

使两脚规的开度等于a(按图上的比例尺为10cm),从路线起点A开始,拟定的路线走法在等高线上依次截取各点,直到最后一点的位置和标高按近路线终点B为止。

(3)、连接各点,分析该折线在利用地形和避让地物,以及工程艰巨的情况,从而选出应穿应避让的特征点为中间控制点,并重新连接各点。

(二)、确定路线位置

(1)、在前面定出的导向线的基础上,用不同半径的模板在路线平面可能出现的转点处描出路线平面位置,并标出其半径。 (2)、用直线连接各曲线,使各直线相交,初步定出路线交点。

(3)、初步分析各交点处所采用的线型,并大致量出各交点的转角值,概算出各交点处的平曲线切线长,结合交点间距概算出平曲线间插直线长度,判断各同向、反向及复合线型能否满足规范要求。 (4)、分析所定出的路线位置的工程量并进行调整,力争定出线形好、工程量小的路线位置。

根据以上的方法,即可在地形图上定出路线的位置,确定路线平面的交点,并初步定出了各交战处所采用的圆曲线半径值和缓和曲线长度,以及各平曲线的线型组合方式。

六、线路平面设计

(一)、 平面方案比选

方案一平曲线表:

方案二平曲线表:

由上述可知,两方案基本上都满足各技术指标,两条路线的长度基本相同,能较好地满足填挖平衡,且在地形相对复杂的地区容易展线,容易施工。从地形图上看,方案一的路线转角个数与方案二相同,且转角度数比方案二的大,;但是方案二经过过多民宅,拆迁费用支出势必过大,故经比较选择方案一。

(二)、路线

设计路段初始年交通量(交通量年平均增长率5.5%)

路线测设里程全长3.347公里,主要技术指标采用情况如下: 平曲线个数(个) 2 平均每公里交点个数(个) 0.6 平曲线最小半径(米) 470 最大纵坡(%) 2.337 最短坡长(米) 35.675 凸型竖曲线最小半径(米/处) 27180.136

平曲线占路线长(%) 63.31 直线最大长(米) 682.7203 变坡点个数(个) 5 平均每公里变坡次数(次) 1.49

(三)、 平面设计计算

1、平面设计计算有关内容及计算公式

(1)、交点间距、坐标方位角及转角值的计算:

设起点坐标为JD0(X0,Y0),第i个交点坐标为JDi(Xi,Yi) , i1 , 2 , 3 ,  , n,则:

坐标增量: XXiXi1 

YY (式3-2)

iYi1 交点间距: L式3-3)象限角: arctg

Y

X

(式3-4)计算方位角: 当 X0 , Y0 时 : fw

当 X0 , Y0 时 : fw180

当 X0 , Y0 时 : fw180 (式3-5)

 当 X0 , Y0 时 : fw360 

转角: iAiAi1 (式3-6) 当i为

凹型竖曲线最小半径(米/处) 20382.274

q

LsLs

 (m) (式3-7)2240R2L2L4ss

p (m) (式3-8)

24R2688R3

T(Rp) tg

q (m) (式3-9)2

Ly RLs (式3-10) LLy2Ls (式3-11)E(Rp) sec

R (式3-12)2

J2 TL (式3-13)

(3)、平面线形要素组合及计算: <1、S型曲线:

S型曲线为反向圆曲线间用回旋线连接的组合形式,其相邻两个回旋线参数A1与A2宜相等。如果采用不同的参数时,A1与A2之比应小于2.0,有条件时以小于1.5为宜。在两个回旋

线间的插直线(或重合段)的长度l应符合式3-14:

l

A1A2

m (式3-14) 40

此外,S型曲线两圆曲线半径之比也不宜过大,宜为:

<2、C型曲线:

C型曲线为同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的形式。其计算要求与方法同S形曲线。

(4)、逐桩坐标计算: <1、直线上中桩坐标计算:

设交点坐标为JD(X , Y),交点相邻两直线方位角分别为fw1 和 fw2, 则:

R211~ 其中R2R1 (式3-15) R13

ZH点坐标: XZHXT cos (fw1180) (式3-16)HZ点坐标: YHZ YT sin (fw1180) (式3-17)

设直线上加桩里程为L,ZH,HZ为曲线起点、终点里程,则前直线上任意点坐标为:

XX(TZHL) cos (fw1180)

 (式3-18)

Y Y(TZHL) sin (fw1180) 后直线上任意点的坐标为:

XX(TLHZ) cos fw2

 (式3-19)<2、单曲线内中桩坐标计算:

Y Y(TLHZ) sin fw2  曲线上任意一点的切线横距为:

l5

xl (式3-20) 22

40RLs 式中:l——缓和曲线上任意点到ZH(或HZ)点的曲线长; Ls——缓和曲线长度。

①、第一缓和曲线(ZHHY)上任意点坐标:

30l2

XXZH  cos fw1

RL30l2scosRLs

(式3-21) 2

x30l

Y YZH  sin fw1 2

RLs30lcos

RLs

x

式中:——转角符号,右偏时为“+” ,左偏时为“-” 。 ②、圆曲线内任意点坐标(HYYH):

90lLs90l

XXHY2R sin   cos fw1RR

(式3-22)

90lLs90l

YYHY2R sin   sin fw1 

RR

式中:l——圆曲线上任意点至HY点的曲线长;

——转角符号,右偏时为“+” ,左偏时为“-” 。 ③、第二缓和曲线(HZYH)内任意点坐标:

XXHZ

30l2

  cos fw2180

RLs30l2cos

RLs

xx30l2cos

RLs

  sin 

YYHZ

 

(式3-23) 2

30l

fw2180

RLs



式中:l——第二缓和曲线内任意点至HZ点的曲线长。 2、平面设计计算过程 (1)、起终点及交点坐标:

(2)、半径及缓和曲线长:

(3)、转角: α(1) : 24° α(2) : 69° (4)、曲线要素:

切线长度(1) : 694.132 曲线长度(1) : 1373.445 校正值(1) : 14.820

切线长度(2) : 377.207 曲线长度(2) : 672.232 校正值(2) : 82.183 外距(2) : 102.232

外距(1) : 52.314

(5)、交点桩号: JD(1) : K26+376.853 JD(2) : K27+784.701

(6)、各曲线要素点桩号: ZH(1) : K25+682.720 HY(1) : K26+140.535 QZ(1) : K26+369.443 YH(1) : K26+598.350 HZ(1) : K27+056.165

ZH(2) : K27+407.494 HY(2) : K27+511.904 QZ(2) : K27+743.610 YH(2) : K27+975.315 HZ(2) : K28+079.726

七、线路竖曲线计算

(一)、确定竖曲线计算所需数据

根据平纵组合原则以及纵断面设计有各项工程技术标准,按公式RL/确定各变坡点处所取用的竖曲线半径,以及定坡时在CAD上算出的各直线段坡度和桩号、坡长如表4-1所示:

变坡点数据表 表4-1

(二)、竖曲线要素计算

竖曲线要素设计公式为:

i2i1 (式4-1)

式中:当为

竖曲线长度: LR (式4-2)

L

竖曲线切线长: T (式4-3) 根据前面确定的竖曲线半径及坡度值,计算各变坡点处的竖曲线要素如下:

2T2

竖曲线外距: E (式4-4)

2R

例 变坡点1:(R=27180.136m) L=790m T=160.95m E=0.477m

八、路基横断面设计

(一)准备工作

横断面设计的原则:

(1)、设计时应根据公路等级、技术标准,结合地形、地质、水文、填挖等情况选用。设计前必须做好各项勘察工作,收集横断面资料。 (2)、兼顾当地基本建设的需要,尽可能与之配合,合理设计边沟断面尺寸,并按有关规定采取必要的处理措施。 (3)、路基穿过耕种地区时,为了节约用地,如果当地石料丰富,可修建石砌边坡或直立矮墙。

(4)、沿河线的横断面设计,应注意路基不被洪水冲毁,如废方过多压缩河道而引起壅水危及农田、房舍时,一般应变更设计,将路线适当外移以减少废方,否则应将废方运走。 确定路基横断面宽度:

11

设计公路为一级公路,采用整体式单幅双车道的路基断面形式。

根据工程技术标准,由公路等级(一级)及设计行车速度(80km/h),确定路基横断面车道数为双车道,行车道宽为3.75m,行车道外侧设置宽度为3m的硬路肩和0. 5m的土路肩,路基总宽度为24m。 资料收集:

(1)、平曲线起、终点桩号,平曲线半径和转角在平面设计中读取。 (2)、每个中桩的填挖高度在纵断面设计中读取。

(3)、路基宽度为24m。在路线平面图上的各中桩横断面范围内并向外延伸一定距离选取若干点,量取各点的地面标高。 (4)、根据技术标准确定边沟的形式及尺寸。

(5)、根据线路所处地区的地质情况确定填方路堤和挖方路堑的边坡值。

(二)编制路基设计表

横断面平曲线的加宽计算和超高计算完成后,应将结果填入路基设计表。路基设计表是公路设计文件中的主要技术文件之一,它是综合路线平、纵、横设计资料汇编而成的,在表中填有公路平面线形、纵断面设计资料以及路基加宽、超高等数据。它是路基横断面设计的基本依据,也是施工放样、检查校核及竣工验收的依据。

路基设计表的填写方法为:

(1)、“桩号”、“地面标高”栏从中桩测量资料抄录; (2)、“平曲线”栏从平面资料抄录,供加宽、超高计算用;

(3)、“变坡点高程桩号及纵坡坡度、坡长”栏从纵断面资料抄录,填入变坡点的桩号、高程、前后的坡度和坡长及起终点桩号; (4)、“竖曲线”栏填入竖曲线起、终点及要素。

(5)、“设计标高” 、“填挖高度”从纵断面设计资料中抄录;

(6)、“路基宽度”栏分别为路基左右侧路幅宽度值,有加宽的地方要进行加宽的计算。

(7)、“路边及中桩与设计高之高差”栏为按一定超高方式进行超高计算后,与路基宽度相对应的各点相对于设计高程位置的高差,通过超高计算获得。 (8)、“施工时中桩”栏为“填挖高度”栏与“路边及中桩与设计高之高差”栏中路中线的高差之差。

由前面的平面设计资料、纵断面设计资料和横断面设计中的加宽及超高计算,把相应数据填入路基设计表,以作为绘制横断面图的依据。路基设计表见附录表三《路基设计表》。

(三)绘制路基横断面图

标准横断面图绘制完毕后,参照标准横断面图,绘制K25+000~K28+273.5292路段内各中桩的横断面图,其步骤如下: (1)、根据横断面测量资料按1:200的比例绘制横断面地面线; (2)、根据路基设计表中的有关数据,绘制路幅的位置和宽度;

(3)、参照路基标准横断面图绘制路基边坡线和地面线相交,并在需要设置支挡防护处绘制支挡结构物的断面图;

12

(4)、检查弯道路段横断面内侧的视距是否满足要求,是否需要清除障碍及设置视距台; (5)、根据综合排水设计,绘制路基边沟、排水沟、截水沟等在横断面图上的位置。 (6)、在中桩横断面图绘制出来后,标出该桩的桩号、左右路基宽、中桩填挖高和填挖面积。

按以上步骤和比例在CAD上绘制各桩号的横断面图,路基横断面的填挖面积可运用CAD软件的“查询”功能直接读出,并将其转换为实标比例下的数值,以进行土石方调配。横断面图中各断面的排列顺序是按里程从左向、从下到上排列。具体的路基横断面图见附图四《路基横断面图》。

(四)土石方调配

路基土石方量计算:

路基横断面设计以及路基横断面图绘制完成后,应对路基土石方进行计算和调配。首先计算横断面的面积,这一顶工作已经在用CAD绘制路基横断面图时完成。接下来需计算体积以获得土石方数量,最后进行土石方周配。

土石方数量和计算方法有两种:平均断面法和棱台法。前者适用以相邻两断面间的填方或挖方面积大小相近的情况,后者适用以相邻两断面填挖面积相差较大时的情况。拟建公路为山岭重丘区三级公路,地势起伏多变,相邻两横断面的填挖面积相差较大,现用第二种方法进行计算,其计算公式为:



1n VW(AW1AW2) L 1 1n3 (式5-6) 1m

VT(AT1AT2) L 131m

m

式中:

AAT1

, nW1, 其中AT1AT2 、 AW1AW2 。AT2AW2

土石方数量计算完成后,把相关数据填入土石方数量表,确定各路段内各种土或石的填挖量。具体见附表《路基土石方数量计算及调配表》。 路基土石方调配:

路基土石方计算完后,在进行土石方调配,合理解决各路段土石方数量的平衡与利用,以降低工程计价方数量,避免不必要的借土和弃土。

土石方调配可以在土石方数量表上进行,在进行土石方调配时,首先应进行横向调配,满足本桩利用方的需要,然后计算其他填缺和挖余的数量。根据填缺和挖余的情况进行纵向调配,确定借方或废方数量。

土石方调配有关数据及其调配过程详见附表

13

《道路勘测设计》课程设计说明书

绪论

道路修建目的与工程范围

本路为某矿区通往工业基地跨越重丘区一路线,图示控制点实际是不同路线方案的中间控制点。

一、道路所经地区的自然情况特征与分析

本线一端接山区,另一端为微丘地形,中间为重丘过渡段,(即本课题设计路段),该段地质情况基本稳定,除地表0.5-1.0米风化土层外,下部为石灰岩,地下水位一般较深对路基与边坡稳定影响不大。

二、道路技术等级与技术标准的拟订

本路段按四级公路标准测设,设计车速20km/h,测设中在满足《公路路线设计规范》及在不增加工程造价的前提下,充分考虑了平、纵、横三方面的优化组合设计,力求平面线型流畅,纵坡均衡,横断面合理,以达到视觉和心理上的舒展。

路线测设里程全长1.92公里,主要技术指标采用情况如下:

平曲线个数(个) 10

平均每公里交点个数(个) 5.2

平曲线最小半径(米/个) 25/1

平曲线占路线长(%) 49

直线最大长(米) 275

变坡点个数(个) 3

平均每公里变坡次数(次) 1.5

最大纵坡(%) 7.0

最短坡长(米/处) 525

凸型竖曲线最小半径(米/处) 1100

凹型竖曲线最小半径(米/处) 0

路基横断面布置:

0.25+3+3+0.25=6.5米

式中数字自左至右分别为:左路肩、行车道、行车道、右路肩。

路面横坡设置(不含超高路段):路肩为4%,行车道为3%。

加宽、超高方式

全线加宽采用比例过度,超高方式为绕内边线旋转。路基土石方计算控制

高程为土基高程,不含路面厚度。

三、各项工程设计意图及根据

设计路段公路等级为四级,适应于将各种车辆折合成小客车的年平均日交通

量为860辆。平均年增长率为7.5%,设计年限为10年。

(1)、控制要素:

<1、服务水平:四级

<2、设计车速:20km/小时

(2)、平面设计技术指标:

<1、圆曲线最小半径:

①、一般值:30m

②、极限值:15m

③、不设超高最小半径:600m

④、最大半径:71m

<2、缓和曲线最小长度:14.91m

(3)、纵断面设计技术指标:

<1、最大纵坡度:9%

<2、最小坡长:300m

<3、竖曲线最小半径和最小长度:

(4) <1、行车道宽度:2×3m

<2、土路肩宽度:2×0.25m

<3、路基总宽度:6.5m

<4、视距保证:

①、停车视距:20m

②、超车视距:70m

<5、双车道路面加宽值:

设计路段采用第3类加宽值,不同圆曲线半径下的路基全加宽值如

下表:

<63%。

四、与本工程有关的其他工程配合与协议事项

路基施工应严格按规范进行,对能作为填方用土的挖方应尽量移挖作填,

尽量减少取、弃土场地。

取、弃土场地应选择荒山、山地处,不得随意乱弃,堵塞河道,且要做好

防护,绿化工作,以免造成水土流失。

土基填筑前应进行清表、清淤,耕地填前夯实工作,做好填前排水。

第一章 道路平面选线及定线

2.1平面选线

所选方案要基本满足各技术指标,在路线的长度基本相同时,从地形图上看,

尽量选择能较好地满足填挖平衡,且在地形相对复杂的地区容易展线,容易施工的方案。根据以上原则,选线如地形图所示。

2.2 纸上定线

设计路段为山岭重丘区四级公路,地形复杂,横坡陡峻,路线平、纵,横面

所受的限制较严,定线时应尽可能的克服高程。

2.2.1定导向线:

(1)、首先在1:2000的地形图上,仔细研究路线选线阶段选定的主要控制点

间的地形、地质情况,选择有利地形,拟定路线走法。

(2)、地形图上的等高线间距为2m,选用5.0%的平均自然坡度,按下式算出

等高线间平距:

ha=40 i均

使两脚规的开度等于a(按图上的比例尺为2cm),从路线起点1#开始,拟定的

路线走法在等高线上依次截取各点,直到最后一点的位置和高程按近路线终点2#为止。

(3)、连接各点,分析该折线在利用地形和避让地物,以及工程艰巨的情况,

从而选出应穿应避让的特征点为中间控制点,并重新连接各点。

2.2.2确定路线位置

(1)、在前面定出的导向线的基础上,用不同半径的模板在路线平面可能出

现的转点处描出路线平面位置,并标出其半径。

(2)、用直线连接各曲线,使各直线相交,初步定出路线交点。

(3)、初步分析各交点处所采用的线型,并大致量出各交点的转角值,概算

出各交点处的平曲线切线长,结合交点间距概算出平曲线间插直线长度,判断各同向、反向及复合线型能否满足规范要求。

(4)、分析所定出的路线位置的工程量并进行调整,力争定出线形好、工程量小的路线位置。

根据以上的方法,即可在地形图上定出路线的位置,确定路线平面的交点,并初步定出了各交战处所采用的圆曲线半径值和缓和曲线长度,以及各平曲线的线型组合方式。

第二章 道路路线平面设计

2.1确定平面设计所需数据

交点间距、夹角、平曲线半径和曲线长如下表:

2.2平面设计计算

(1)、曲线要素计算:

Ls2Ls4p324R2384R 内移值:

LsLs3q=2240R2 切线增长值:

切线长:

外距:

计算结果如下表:

T=(R+p)tan2q E=(R+p)sec2R (2)、平面线形要素组合及计算:

<1、S型曲线:

S型曲线为反向圆曲线间用回旋线连接的组合形式,其相邻两

个回旋线参数A1与A2宜相等。如果采用不同的参数时,A1与A2之

比应小于2.0,有条件时以小于1.5为宜。在两个回旋线间的插直

线(或重合段)的长度l应符合式3-14:

AA2l1m 40

此外,S型曲线两圆曲线半径之比也不宜过大,宜为:

R1 21~ 其中R2R1 R13

<2、C型曲线:

C型曲线为同向曲线的两回旋线在曲率为零处径相衔接的形式。其计算要求与方法同S

2.3平面设计成果

根据以上计算及数据在地形图绘制线路平面图,具体见附图。

第三章 道路纵断面设计

3.1 准备工作

在线路平面图上依次截取各中桩桩号点,并推算对应的地面高程。然后在坐标图上按横向1:2000,纵向1:200的比例尺绘制地面线。按相应比例以及里程画出平曲线示意图。见附图

3.2纵断面拉坡

(1)、标注控制点:确定路线起、终点以及越岭垭口,地质不良地段的最小 填土高度,最大挖深等线路必须经过的高程控制点。

(2)、试坡:在已标出的“控制点”纵断面图上,根据各技术指标和选线意图,结合地面线的起伏变化,以控制点为依据,在其间穿插取值,同时综合考虑纵断面设计中的平纵组合问题,即当竖曲线和平曲线重合时,应设法使竖曲线的起、终点分别放在平曲线的两个缓和曲线内,其中任一点都不要放在缓和曲线以外的直线上,也不要放在圆弧段之内。由此试定出若干坡线。

(3)、调整并核对:对试坡时所定出的各种坡线进行比较,排除不符工程技术标准的坡线,在剩下的坡线中选取填挖方量最小又比较平衡的坡线。在选取的坡线上选择有控制意义的重点横断面,从纵断面图上读出其对应桩号的填挖高度,检查该点的横断面填挖是否满足各项工程指标。如果不满足,则应对所选坡线进行调整。

(4)、定坡:经上述方法调整无误后,直接在CAD图上把各段直线坡的坡度值、坡长、变坡点的桩号、高程确定下来。

3.3竖曲线计算

3.3.1确定竖曲线计算所需数据

根据平纵组合原则以及纵断面设计有各项工程技术标准,按公式RL/确定各变坡点处所取用的竖曲线半径,以及定坡时在坐标纸上算出的各直线段坡度和桩号、坡长如下表所示:

竖曲线要素设计公式为: =i2-i1 式中:当为

竖曲线长度: L=R

竖曲线切线长:

竖曲线外距: T=L2

T2

E=2R

根据前面确定的竖曲线半径及坡度值,计算各变坡点处的竖曲线要素如下: R1000m

(凸形) =i2-i1=0.04490.0483=0.0931

=10000.0931 = L=R

LT==46.55m2

T246.552

E===1.083m2R21000

3.3.3纵断面设计成果表

由前面的计算即可确定出各直线段坡线上所对应的中桩高程,再由公式hx2/2R算出竖曲线内各点的竖距,凸形竖曲线的曲线上中桩高程即为对应直

线坡线高程减去竖距h,凹形竖曲线的曲线上中桩高程即为对应直线坡线高程加上竖距h。由此即可确定纵断面线上各中桩的高程,也就可以算出各中桩的填、挖高度。本次设计中,计算所得结果详细见路基设计表。

3.4 绘制道路纵断面图

根据《纵断面设计成果表》绘制纵断面图。纵断面图一般采用横向1:2000,纵向1:200的比例尺绘制,由上、下两部分内容组成。上部主要用来绘制地面线和纵坡设计线,并标注竖曲线及其要素,下部主要用来填写线路纵坡的有关数值。至上而下分别填写:坡长及坡度,设计高程,地面高程,填挖高度,直线及平曲线,超高。纵断面图见附图。

第四章 道路横断面设计

4.1准备工作

4.1.1 横断面设计的原则

(1)、设计时应根据公路等级、技术标准,结合地形、地质、水文、填挖等情况选用。设计前必须做好各项勘察工作,收集横断面资料。

(2)、兼顾当地基本建设的需要,尽可能与之配合,合理设计边沟断面尺寸,并按有关规定采取必要的处理措施。

(3)、路基穿过耕种地区时,为了节约用地,如果当地石料丰富,可修建石砌边坡或直立矮墙。

(4)、沿河线的横断面设计,应注意路基不被洪水冲毁,如废方过多压缩河道而引起壅水危及农田、房舍时,一般应变更设计,将路线适当外移以减少废方,否则应将废方运走。

4.1.2 确定路基横断面宽度

设计公路为四级公路,采用整体式单幅双车道的路基断面形式。

根据工程技术标准,由公路等级(四级)及设计行车速度(20km/小时),确定路基横断面车道数为双车道,行车道宽为3m,行车道外侧设置宽度为0.25m的土路肩,路基总宽度为6.5m。

4.1.3 资料收集

(1)、平曲线起、终点桩号,平曲线半径和转角在平面设计中读取。

(2)、每个中桩的填挖高度在纵断面设计中读取。

(3)、路基宽度为6.5m。在路线平面图上的各中桩横断面范围内并向外延伸一定距离选取若干点,量取各点的地面高程。

(4)、根据技术标准确定边沟的形式及尺寸。

(5)、根据线路所处地区的地质情况确定填方路堤和挖方路堑的边坡值。

4.2横断面设计计算

4.2.1 加宽计算

(1)、确定各交点处圆曲线上的全加宽值:

按工程技术标准规定,山岭重丘区四级公路采用第三类加宽值,即汽

车轴距加前悬总长为5.28.814 m时的加宽值。当圆曲线半径R250 m时,由于加宽值很小,可以不加宽。各级公路的路面加宽后,路基也应相应加宽。路面的加宽一般在路线内侧加宽。

(2)、加宽的过渡:

为了使路面由直线上的正常宽度过渡到曲线上设置了的加宽的宽度,

需设置加宽缓和段。在加宽缓和段上,路面具有逐渐变化的宽度。

本次设计所采用的加宽过渡方法为按比例过渡的方法。按此方法在加

宽缓和段上任意点的加宽值为:

Lbx=xbL

式中:bx——圆曲线上全加宽值(m);

Lx——任意点到加宽缓和段起点的距离(m);

L——加宽缓和段长(m)。

(3)、加宽缓和段的长度:

对于设有缓和曲线的平曲线,加宽缓和段采用与缓和曲线相同的长度。

本次设计中,各交点处的平曲线均设有缓和曲线,所以加宽缓和段与缓和曲线同长,即LxLs。

(4)、平曲线内加宽计算: 交点2:R=71m,Lx=Ls=51.404m

4.2.2 超高计算

(1)、确定路拱及路肩横坡度:

为了利于路面横向排水,应在路面横向设置路拱。按工程技术标准,

采用折线形路拱,路拱横坡度为3%。由于土路肩的排水性远低于路面,其横坡度一般应比路面大1%~2%,故土路肩横坡度取4%。

(2)、超高横坡度的确定:

为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力,当平曲线半径小于不设高的最小半径值时,应在路面上设置超高,而当平曲线半径大于不设超高时的最小半径时,即可不设超高。拟建公路为山岭重丘区四级公路,设计行车速度为20km/小时。按各平曲线所采用的半径不同,对应的超高值如表:

Vih==0.041392127RRR注:横向力系数;超高值

(3)、超高缓和段的确定:

超高缓和段长主要从两个方面来考虑:一是从行车舒适性来考虑,缓和

段长度越长越好;二是从排水来考虑,缓和段越短越好,特别是路线纵坡度较小时,更应注意排水的要求。

确定缓和段长度时应考虑以下几点:

<1、一般情况下,取缓和段长度和缓和曲线长相等,即LcLs,使超

高过渡在缓和曲线全长范围内进行。

<2、若LsLc,但只要横坡度从路拱坡度(-2%)过渡到超高横坡度(2%)

时,超高渐变率P1/330,仍取LcLs。否则按下面两个方法处理:

①、在缓和曲线部分范围内超高。根据不设超高圆曲线半径和超高缓

和段长度计算公式分别计算出超高缓和段长度,然后取两者中较大值,作为超高过渡段长度,并验算横坡从路拱坡度(-2%)过渡到超高横坡度(2%)时,超高渐变率是否大于1/330,如果不满足,则需采取分段超高的方法。

②、分段超高。超高在缓和曲线全长范围内按两种超高渐变率分段进

行,第一段从双向路拱坡度iz过渡到单向超高横坡iz时的长度为 Lc1660Biz,第二段的长度为Lc2LsLc1。

<3、若LcLs,则此时应修改平面线形,增加缓和曲线的长度。若平

面线形无法修改时,宜按实际计算的长度取值,超高起点应从ZH(或HZ)点后退LcLs长度。

本设计超高缓和段均采用LcLs。

4.3绘制路基横断面图

4.3.1确定路基标准横断面

在绘制路基横断面图之前,以确定路基横断面的形式及其横面布置、构造尺寸(主要包括路幅尺寸、横坡度值、变坡高度、护坡道宽度、边沟尺寸、排水沟尺寸、截水沟尺寸、挖台阶的宽度等)。标准横断面图中应包括路基横断面中各种可能的形式及其有关的支挡防护形式。

本次设计中绘制本段的路基横断面图,即K0+000.000~K1+358.613这一路段。在这一路段中,主要出现的路基横断面形式有:填方路堤、全挖方路堑、半填半挖路基和挡土墙路基。按工程技术标准规定,路基宽度为6.5m。填方路堤的边坡值根据其地质情况选用1:1.5。挖方路堑选用1:0.5的边坡值,坡底设置矩形边沟,宽、深都为0.4m,对一挖方较高的边坡,应在坡顶设置梯形截水沟,底宽和、沟深均为0.5m,边坡值取1:1.2。截水沟距坡口不应小于5m。

标准横断面中确定了边沟及边坡的尺寸结构后,应将相应数据填到路基设计表中。按以上要求及设计以1:100的比例尺绘制路基标准横断面图,具体见附图。

4.3.2绘制路基横断面图

标准横断面图绘制完毕后,参照标准横断面图,绘制K0+000.000~K1+920.2路段内各中桩的横断面图,其步骤如下:

(1)、根据横断面测量资料按1:200的比例绘制横断面地面线; (2)、根据路基设计表中的有关数据,绘制路幅的位置和宽度;

(3)、参照路基标准横断面图绘制路基边坡线和地面线相交,并在需要设置支挡防护处绘制支挡结构物的断面图;

(4)、检查弯道路段横断面内侧的视距是否满足要求,是否需要清除障碍及设置视距台;

(5)、根据综合排水设计,绘制路基边沟、排水沟、截水沟等在横断面图上的位置。

(6)、在中桩横断面图绘制出来后,标出该桩的桩号、中桩填挖高和填挖面积。

按以上步骤和比例在坐标纸上绘制各桩号的横断面图,将路基横断面的填挖面积其转换为实标比例下的数值,以进行土石方调配。横断面图中各断面的排列顺序是按里程从左向右、从上到下排列。具体的路基横断面图见附图。

4.4土石方调配 4.4.1路基土石方量计算

路基横断面设计以及路基横断面图绘制完成后,应对路基土石方进行计算和

调配。首先计算横断面的面积。接下来需计算体积以获得土石方数量,最后进行土石方周配。

土石方数量和计算方法有两种:平均断面法和棱台法。前者适用以相邻两断面间的填方或挖方面积大小相近的情况,后者适用以相邻两断面填挖面积相差较大时的情况。拟建公路为山岭重丘区三级公路,地势起伏多变,相邻两横断面的填挖面积相差较大,现用第二种方法进行计算,其计算公式为:

1V=F1+F2)L(1+)31m

Fm=1

F2,其中F1F2 式中:

土石方数量计算完成后,把相关数据填入土石方数量表,确定各路段内各种

土或石的填挖量。具体见附表。

4.4.2路基土石方调配

路基土石方计算完后,在进行土石方调配,合理解决各路段土石方数量的平衡与利用,以降低工程计价方数量,避免不必要的借土和弃土。

土石方调配可以在土石方数量表上进行,在进行土石方调配时,首先应进行横向调配,满足本桩利用方的需要,然后计算其他填缺和挖余的数量。根据填缺和挖余的情况进行纵向调配,确定借方或废方数量。

土石方调配有关数据及其调配过程详见附表。

第五章 其他

5.1路线方案优缺点的说明与分析

道路勘测设计计算说明书1

1.1

工程概况

1.1.1 路线走向、 路线走向、起讫点

本设计为某丘陵地带 K0+000-K0+959.686 段的初步设计,设计标准为双向双车道二 级公路,设计车速 40km/h,路基宽 10m。设计主线由北向南总体走向,路线起始于郑家 冲,终点位于魏家铺。 1.1.2 地形、 地形、地质等自然地理特征

公路工程经过的地区基本为丘陵地区,山体相对高度适中。路线很大长度经过山区 丘陵地段。 沿线土质基本为一般粘性土,沿线旁有毛家冲水库。 1.1.3 沿线施工条件 沿线施工条件

---线路的起点和终点都为人口较多的小村庄组,其周边交通条件较差,零星散布 着一些乡村便道,线路及附近区域的山坡谷地均有一般粘性土,可作路基填料。工程用 水可从附近毛家冲水库接入,较为方便,无侵蚀性,可直接作为工程用水,沿线电力充 沛施工时电也可就近搭接。

1.2

设计标准

1.2.1 主要技术指标及参数

公路等级:二级公路 公路类型: 新建二级公路 车辆荷载等级:公路-II 级 路基宽度(行车道宽度) :10 m(2×3.5) 设计车速::40km/h 直线最小长度:

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同向曲线间:6×V=240m 圆曲线一般最小半径::100m 不设超高的最小半径::600m 缓和曲线一般长度::50m 平曲线一般长度:200m 停车视距::40m 视觉所需要的竖曲线最小半径: 凸形: 极限最小半径 700; 凹形::极限最小半径 700; 最大纵坡: 7% 最大超高:8% 路基、涵洞设计洪水频率:1/100

反向曲线间:2×V= 80m 极限最小半径::60m 最小长度::40m 最小长度::70m 超车视距:200 m 一般最小半径 450m 一般最小半径 450m 最短坡长: 一般值为 300m; 极限值为 120m

-2-

第二章 平面设计

2.1

选线

(1)具体选线根据选线原则确定了两套可行方案并在地形图上标出。详见地形图。 (2)方案比选 方案一 由所选方案起点,从北向东再向南走起终点直线的上方。 该方案所占农田面积少,避开了下方水库对道路的威胁,对周围整体的环境影响较

小。但是路线所经地区地形起伏较大,基本为相对高程较大的山区,故其土石方量难以 调配。同时线路长度也过长,施工量较大,也不经济。 方案二 由所选方案起点,从北向南走起终点直线的下方。 该方案中直接面对水库对路基的威胁。此路线最大的优点是:1、所占用的农田极 其地少,很好地符合了选线的原则;2、路线所经路线地势较为平坦,利于施工与土石 方调配;3、路线路程较方案一减短了许多,大大节省了资金,也减少了施工量。 经过参考各种因素比选后,路线最终采用第二方案。

2.2

平曲线设计

2.2.1 设计参数的确定 设计车速::40km/h 直线最小长度: 同向

曲线间::240m 圆曲线一般最小半径::100m 缓和曲线最小长度::40m 不设超高的圆曲线最小半径::600m 平曲线最小长度::70m,一般值为 200 m 停车视距::40m 反向曲线间:80m 极限最小半径::60m

-3-

2.2.2

平面线形要素的组合类型

本路段共设计三个平曲线。都采用基本型组合即:直线—回旋线—圆曲线—回旋线 —直线,且两个回旋线长度相等,即对称基本型。 根据地形图上以表示出的直导线,用直尺量取其长度并通过比例换算得到四条直导 线长度分别为 2.6×30=78m、8×30=240m、15.1×30=453m、6.4×30=192m。同时利用三 角形的余弦定理反算得第一个转角为 α1 = 41.32° ,第二个转角为 α 2 = 13.83° ,第三个转 角为 α 3 = 27.13° 。

下面以进行各要素计算: 第一个平曲线计算为: 取圆曲线半径为 125m,缓和曲线长 45m。 回旋线参数: A1 = R1 × LS1 = 125 × 45 = 75m 内移值: p1 = L2 1 L4 1 452 454 S S − = − = 0.674m 24 × R1 2384 × R13 24 ×125 2384 × 1253 LS 1 L3 1 45 453 S − = − = 22.476m 2 240 × R12 2 240 × 1252

LS1 180° 45 180° × = × = 10.31° 2 × R1 π 2 × 125 π

切线增长值: q1 =

缓和曲线角: β 01 =

切线长: T1 = ( R1 + p1 ) × tan

α1

2 π π 平曲线长: L1 = R1 × α1 × + L S1 = 125 × 41.32° × + 45 = 135.146m 180° 180° α 41.32° 外距: E1 = ( R1 + p1 ) × sec 1 − R1 = (125 + 0.674) × sec − 125 = 9.311m 2 2 加曲差: D1 = 2T1 − L1 = 2 × 69.864 − 135.146 = 4.546m

+ q1 = (125 + 0.674) × tan

41.32° + 22.476 = 69.864m 2

圆曲线长: L y1 = L1 − 2 LS 1 = 135.146 − 2 × 45 = 45.146m

第二个平曲线计算为: 取圆曲线半径为 450m,缓和曲线长 50m。 回旋线参数: A2 = R2 × L S2 = 450 × 50 = 150m

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内移值: p2 =

L2 2 L4 2 50 2 50 4 S S − = − = 0.232m 3 24 × R2 2384 × R2 24 × 450 2384 × 4503 LS 2 L3 2 50 503 S − = − = 25.0m 2 2 240 × R2 2 240 × 450 2

LS 2 180° 50 180° × = × = 3.18° 2 × R2 π 2 × 450 π

切线增长值: q2 =

缓和曲线角: β 02 =

切线长: T2 = ( R2 + p2 ) × tan

α2

2 π π + L S 2 = 450 × 13.83° × + 50 = 158.62m 平曲线长: L2 = R2 × α 2 × 180° 180° α 13.83° 外距: E2 = ( R2 + p2 ) × sec 2 − R2 = (450 + 0.232) × sec − 450 = 3.531m 2 2

+ q2 = (450 + 0.232) × tan

13.83° + 25.0 = 79.604m 2

加曲差: D2 = 2T2 − L2 = 2 × 79.604 − 158.62 = 0.588m 圆曲线长: L y 2 = L2 − 2 LS 2 = 158.62 − 2 × 50 = 58.62m

第三个平曲线计算为: 取圆曲线半径为 300m,缓和曲线长 70m。 回旋线参数: A3 = R3 × L S3 = 300 × 70 = 144.91m 内移值: p3 =

L2 3 L4 3 70 2 70 4 S S − = − = 0.680m 3 24 × R3 2384 × R3 24 × 300 2384 × 3003

LS 3 L3 3 70 703 S − = − = 35.0m 切线增长值: q3 = 2 240 × R32 2 240 × 300 2

缓和曲线角: β 03 =

LS 3 180° 70 180° × = × = 6.69° 2 × R3 π 2 × 300 π

2 π π 平曲

线长: L3 = R3 × α 3 × + L S 3 = 300 × 27.13° × + 70 = 212.052m 180° 180° α 27.13° 外距: E3 = ( R3 + p3 ) × sec 3 − R3 = (300 + 0.680) × sec − 300 = 9.289m 2 2

切线长: T3 = ( R3 + p3 ) × tan

α3

+ q3 = (300 + 0.680) × tan

27.13° + 35.0 = 107.548m 2

加曲差: D3 = 2T3 − L3 = 2 ×107.548 − 212.052 = 3.044m 圆曲线长: L y 3 = L3 − 2 LS 3 = 212.052 − 2 × 70 = 72.052m

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圆曲线半径以及缓和曲线长度等取值都满足《公路路线设计规范》和《公路工程技 术标准》要求。其中,各圆曲线 Ls : Ly : Ls 的值均在 1:1:1~1:2:1 的范围内。同时第一个 第二 平曲线与第二个平曲线之间的直线长为 95.10m, 满足反向曲线 ≥ 2V = 80m 的要求; 个平曲线与第三个平曲线之间的直线长为 265.87m,同样也满足反向曲线 ≥ 2V = 80m 的 要求。另外道路各点桩号可从以上计算成功推算得出。具体路线见平曲线设计图。

-6-

第三章 纵断面设计

3.1

纵坡及坡长设计

根据在鸿业软件上画出的纵断面实际地形,考虑到填挖方平衡的关系,平曲线与竖

曲线协调的“平包竖”关系,以及相关规范要求,初步确定竖曲线的变坡点定于桩号 K0+317.987 处,对应高程为 77.0m,竖曲线半径为 1000m。 竖曲线计算: ①计算竖曲线要素 用 CAD 软件量取得 i1 =-5.4%, i 2 =0.6%。 坡差: ω = i2 − i1 = 0.6% - (-5.4%) = 6.0% ,故为凹形。 曲线长: L = R × ω = 1000 × 0.06 = 60m L 60 切线长: T = = = 30m 2 2 外

2 距: E = T = 900 = 0.45m 2 R 2000

②设计高程 竖曲线起点桩号:K0+317.987-30=K0+287.987 竖曲线起点高程:77.0+30×0.054=78.62m 竖曲线终点桩号:K0+287.987+60=K0+347.987 竖曲线终点高程:77.0+30×0.006=77.18m 竖曲线上 20m 整桩的设计高程以 CAD 软件上竖曲线量取得到。

3.2

合成坡度

2 本设计合成坡度的最大值为 I max = imax + ih = 5.4% 2 + 8% 2 = 9.7% ,小于规范相应 2

的要求合成坡度 10%。故,所取坡度合理。

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第四章 横断面设计

4.1

横断面组成

公路横断面类型采用单幅双车道,其他组成参数如下: (1)路基宽度确定: 行车道宽度:2×3.5m=7 m; 硬路肩宽度:2×1m=2m; 土路肩宽度:2×0.5m=1m; 路基总长度为 10m。 (2)路堤边坡及边沟排水沟 根据课程设计任务书要求,拟定路基边坡、边沟和排水沟:填方边坡矮于 8 米的,

按 1:1.5 放坡;超过 8 米的,上面 8 米按 1:1.75 放坡;挖方矮于 10 米的,按 1:1 放 坡;超过 10 米的,10 米内按 1:1 放坡,10 米以上部分按 1:1.25 放坡。边沟、排水 沟尺寸统一采用底宽 0.6m,深 0.6m,两侧坡 1:1 的梯形断面形式。高路堤的填方数量 大占地多,为使路基稳定和横断面济济合理,在适当位置设置挡土墙。

4.2

路拱、 路拱、超高及加宽

(1)路拱 由《公

路路线设计规范》 (JTG D20-2006)知,二级公路的路拱应采用双向路拱坡

度,由路中央向两侧倾斜。路拱坡度应根据路面类型和当地自然条件确定。本设计中行 车道和硬路肩横坡度取 2.0%,土路肩横坡度取 3.0%。 (2) 超高 超高过渡方式采用绕路基中线旋转,即外侧行车道在直缓点处先绕路基中线旋转, 使之形成单向横坡,再整个车道绕路基中线继续旋转直至全超高,其中土路肩于直缓点 1 之前变于路拱横坡度。本设计根据具体规范要求取超高渐变率为 。具体计算成果见 150 《路基设计表》 。 (3)道路加宽 根据规范要求,对于 R>250m 的圆曲线,由于其加宽值甚小,可不加宽。故本设计

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只需对第一个平曲线路段加宽,加宽值为 1.5m,按比例过渡方式( bx = 线内加宽。具体计算成果见《路基设计表》 。

Lx b )在缓和曲 L

4.3

横断面面积计算、 横断面面积计算、土石方数量计算及调配

本设中横断面面积计算、土石方数量计算及调配在计算机上完成,其中土石方计算

采用平均断面法和土压缩系数 1:1.15 计算,具体数据见《横断面图》或《土石方数量 计算表》 。

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第五章 相关图表目录

5.1 5.2 5.3

路基设计表 土石方数量计算及调配表 土石方数量计算及调配表 方案必选图

编号 C1-1 至 C1-2,共两页。

5.4

路线平面设计图

编号 C2-1,共一页。

5.5

纵断面设计图

编号 C3-1,共一页。

5.6

标准横断面图

编号 C4-1 至 C4-3,共三页。

5.7

一般横断面图

20 米逐桩一般横断面图编号 C5-1 至 C5-12; 特殊控制点一般横断面图编号 C5-13 至 C5-17; 共 17 页。

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第六章 参考文献

《公路工程技术标准》 《公路路线设计规范》 《道路勘测设计》

JTG B01-2003 JTG D20-2006 杨少伟主编 人民交通出版社出版

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